[发明专利]基于超声辐射力矩的非接触式微尺度旋转马达

权利要求书

1. 基于超声辐射力矩的非接触式微尺度旋转马达，由PXI总线结构的工控机、多通道参数程控可调超声信号发生卡、多通道高频线性功率放大器、多通道负载自动匹配器和超声换能器组构成，其特征在于：工控机通过PXI总线插槽与多通道参数程控可调超声信号发生卡相连，多通道参数程控可调超声信号发生卡与多通道高频线性功率放大器相连，多通道高频线性功率放大器与多通道负载自动匹配器相连，多通道负载自动匹配器与超声换能器组相连；多通道参数程控可调超声信号发生卡，依据旋转功能的需求，循环依次产生多组幅值变化的正弦电压信号；该正弦电压信号经多通道高频线性功率放大器后，放大为大功率正弦驱动电压信号，再经多通道负载自动匹配器做负载匹配后输入超声换能器组；超声换能器组产生一个无半径连续旋转的辐射力及力矩场，其产生的辐射力矩场也跟随旋转，并带动非球对称转子作同步旋转运动。

2.根据权利要求1所述的基于超声辐射力矩的非接触式微尺度旋转马达，其特征在于：所述的多通道参数程控可调超声信号发生卡由控制单元、DDS单元和数模转换单元构成；其中，控制单元包括存储器、通讯控制单元和触发控制单元；控制单元通过地址、数据总线以及控制总线与DDS单元相连，DDS单元与数模转换单元相连。

3.根据权利要求1所述的基于超声辐射力矩的非接触式微尺度旋转马达，其特征在于：所述的超声换能器组由六个平面活塞换能器组成，呈周向对称分布，每两个换能器的声轴方向成60°夹角，所有换能器的声轴交汇于中心点。

4.根据权利要求2所述的基于超声辐射力矩的非接触式微尺度旋转马达，其特征在于：所述的通讯控制单元基于ALTERA公司的PCI软核，承担与上位机的通讯任务，控制声参数命令的存储和读取，并将声参数命令转换为DDS单元可接收的参数；触发控制单元在对DDS单元配置参数完成后，触发DDS单元同时产生多路归一化幅值的离散正弦电压信号。

5.根据权利要求3所述的基于超声辐射力矩的非接触式微尺度旋转马达，其特征在于：根据施加的驱动电压信号初始相位不同，间隔的换能器形成一组，从而六个换能器被分成两组，其中第一组驱动电压信号的初始相位固定为0°，第二组驱动电压信号的初始相位固定为60°。

6.根据权利要求3所述的基于超声辐射力矩的非接触式微尺度旋转马达，其特征在于：根据施加驱动电压信号的幅值不同，正对的换能器形成一对，从而六个换能器被分成三对，每对两个换能器施加的驱动电压信号幅值保持相同，但各对换能器之间不尽相同。