[发明专利]纵弯陶瓷复位型超声电机振子

说明书

技术领域

本发明涉及到一种纵弯陶瓷复位型超声电机振子，属于压电超声电机技术领域。

背景技术

压电超声电机是一种利用压电陶瓷的逆压电效应，在弹性体中激励出超声频段内的振动，在弹性体表面特定点或特定区域形成具有特定轨迹的质点运动，进而通过定子、转子之间的摩擦耦合将质点的微观运动转换成转子的宏观运动，具有结构简单、设计灵活、低速大转矩/推力、功率/力矩密度高、定位精度高、响应速度快、断电自锁、无电磁干扰且不受电磁干扰等优点。

压电超声驱动技术是一种利用压电陶瓷的逆压电效应，在弹性体中激励出超声频段内的振动，在弹性体表面特定点或特定区域形成具有特定轨迹的质点运动，进而通过定子、转子之间的摩擦耦合将质点的微观运动转换成转子的宏观运动的技术。压电超声驱动器具有低速大转矩、无需变速机构、无电磁干扰、响应速度快和断电自锁等优点。

纵弯复合超声电机振子采用振子弹性体纵向振动和弯曲振动的复合实现驱动，在传统的纵弯复合超声电机振子中，激励纵向振动和弯曲振动的压电陶瓷元件一般单独进行设置，也就是纵振陶瓷用于激励纵向振动，弯振陶瓷用于激励弯曲振动；例如公开号为CN101022256，发明名称为“带调频变幅杆的夹心换能器式纵弯直线超声电机”的专利申请，它提出了一种带调频变幅杆的夹心换能器式纵弯直线超声电机，解决了现有的夹心式纵弯复合直线超声电机存在电机效率低下、噪声大、磨损严重、难于系列化等不足，具有效率高、出力大、可系列化生产的优点。但是，该超声电机振子采用纵振陶瓷和弯振陶瓷分别来激励纵向振动和弯曲振动，两种陶瓷在振子轴线方向上位于不同位置；而对于纵弯复合型超声电机振子而言，纵振陶瓷和弯振陶瓷的最佳设置位置很多时候是重叠的；因此，这种独立设置压电元件的方法限制了其能量转换效率的提高，不利于实现压电陶瓷的最佳布置。

发明内容

本发明为了解决现有纵弯复合型超声电机振子中存在的由纵振陶瓷和弯振陶瓷独立设置而带来的能量转换效率较低、难于实现最佳布置的问题，本发明提供了一种纵弯陶瓷复位型超声电机振子。

纵弯陶瓷复位型超声电机振子，它包括隔板1、四组压电陶瓷片2、两个端盖3、两个驱动足4、两个接地电极片5、两个纵振电极片6和四个弯振电极片7；

隔板1左右两侧对称设置有两个螺柱1-1，两个螺柱1-1均垂直于所述隔板1；四组压电陶瓷片2对称套装在两个螺柱1-1上；

隔板1同一侧中紧挨隔板1的一组压电陶瓷片2称为第一组压电陶瓷片，紧挨第一组压电陶瓷片的另一组压电陶瓷片2称为第二组压电陶瓷片；两个端盖3分别旋合在两个螺柱1-1的末端，用于夹紧压电陶瓷片2；

所述两个驱动足4分别固定在两个端盖3上侧面的末端位置；

每组压电陶瓷片2包含一个纵振压电陶瓷片2-1和两个弯振压电陶瓷片2-2；纵振压电陶瓷片2-1套装在螺柱1-1上，两个弯振压电陶瓷片2-2对称分布在纵振压电陶瓷片2-1的上下两侧；

所述四组压电陶瓷片2均沿厚度方向极化，同一组压电陶瓷片2中的两个弯振压电陶瓷片2-2极化方向相反；

隔板1左侧左右相邻的两个弯振压电陶瓷片2-2极化方向相反，隔板1右侧左右相邻的两个弯振压电陶瓷片2-2极化方向相反，隔板1左侧第一组压电陶瓷片中的弯振压电陶瓷片2-2与隔板1右侧第一组压电陶瓷片中的弯振压电陶瓷片2-2极化方向相同，隔板1同一侧相邻的第一组压电陶瓷片中的纵振压电陶瓷片2-1与第二组压电陶瓷片中的纵振压电陶瓷片2-1极化方向相反；

隔板1左侧第二组压电陶瓷片和左侧端盖3之间设置有接地电极片5，隔板1右侧第二组压电陶瓷片和右侧端盖3之间设置有接地电极片5；

隔板1左侧相邻的两个纵振压电陶瓷片2-1之间设置有纵振电极片6，隔板1左侧相邻的两个弯振压电陶瓷片2-2之间设置有弯振电极片7，设置在同一平面内的弯振电极片7和纵振电极片6之间留有间隙；

隔板1右侧相邻的两个纵振压电陶瓷片2-1之间设置有纵振电极片6，隔板1右侧相邻的两个弯振压电陶瓷片2-2之间设置有弯振电极片7，设置在同一平面内的弯振电极片7和纵振电极片6之间留有间隙。

所述所有接地电极片5与激励信号公共端连接，两个纵振电极片6与第一相驱动信号连接，四个弯振电极片7与第二相驱动信号连接；所有驱动信号均为交流激励信号，信号波形是方波、正弦波、梯形波或者三角波；第一相驱动信号与第二相驱动信号之间在时间上具有90度相位差。

所述端盖3的横截面大于或者等于压电陶瓷片2的横截面。

所述隔板1的横截面大于压电陶瓷片2的横截面。