[发明专利]一种具有双面齿金属塑料复合型定子的超声电机

说明书

一种具有双面齿金属塑料复合型定子的超声电机，它涉及一种超声电机，以解决单面齿塑料定子超声电机输出功率小和驱动效率低的问题，它包括连接在一起的外壳和底座；它还包括双面齿定子组件、上转子和下转子；双面齿定子组件包括两个金属塑料复合型定子；每个金属塑料复合型定子包括连接为一体的定子金属基体和齿状塑料定子，金属塑料复合型定子中部加工有安装孔；两个金属基体对接在一起且二者之间黏贴有压电陶瓷片；所述腔室内布置有连接在一起能联动的上转子和下转子，所述容腔内布置有安装于底座上的双面齿定子组件，上转子和下转子的轮缘端面分别与相对应的齿状塑料定子的齿面相接触。本发明用作驱动器。

技术领域

本发明涉及一种超声电机，属于压电驱动领域。

背景技术

超声电机是一种利用压电材料的逆压电效应将电能转化为机械能的新型驱动器，其定子通常由压电陶瓷和金属弹性体组成，通过给压电陶瓷施加超声频率的交流电压实现定子弹性体中同频机械振动的激励，进而在定子驱动区域内的质点形成具有驱动作用的运动轨迹，通过定子和转子的摩擦耦合，实现转子宏观运动的输出。

公开号为CN201742324U，公开日为2011年02月09日，发明名称为“旋转型行波超声电机”没有采用双面齿定子，也没有采用金属塑料复合型定子。该实用新型申请仍然成本较高，重量较大，公开号为CN101702592A，公开日为2010年05月05日，发明名称为“双定转子阶梯轴结构盘状行波超声电机”采用双定子双转子结构，这种结构采用双压电陶瓷片，两个定子的振动和输出力难以保持一致，虽然输出力有一定提高，但驱动效率降低。

发明内容

本发明提供一种具有双面齿金属塑料复合型定子的超声电机，为解决单面齿塑料定子超声电机输出功率小和驱动效率低的问题。

一种具有双面齿金属塑料复合型定子的超声电机，它包括连接在一起的外壳和底座；它还包括双面齿定子组件、上转子和下转子；

所述双面齿定子组件包括两个金属塑料复合型定子；每个金属塑料复合型定子包括连接为一体的定子金属基体和齿状塑料定子，金属塑料复合型定子中部加工有安装孔；两个金属基体对接在一起且二者之间连接有压电陶瓷片；

外壳和底座之间形成一腔室，所述腔室内布置有连接在一起能联动的上转子和下转子，上转子和下转子之间形成一个容腔，所述容腔内布置有安装于底座上的双面齿定子组件，上转子和下转子的轮缘端面分别与相对应的齿状塑料定子的齿面相接触；

所述齿状塑料定子为纤维增强聚合物基复合材料，所述齿状塑料定子包括以重量百分比计的如下：

聚合物基体：30％-80％；

增强纤维：5％-30％；

摩擦导热改进剂：5％-30％；

所述的聚合物基体为聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚苯酯、聚酰亚胺中的一种或多种的混合；

所述的增强纤维为碳纤维、玻璃纤维、碳酸钾晶须、芳纶纤维中的一种或多种的混合；

所述的摩擦导热改进剂为纳米铜粉、纳米金刚石粉、镍粉、稀土粉中的一种或几种的混合。

本发明的有益效果是：本发明的齿状塑料定子由专用模具压制烧结成型，降低了材料成本和加工成本，可大批量生产，同时添加摩擦导热改进剂的纤维增强聚合物基复合材料的齿状塑料定子，可代替摩擦片作为接触层摩擦材料，不需在转子上粘结摩擦片，避免摩擦片繁琐的切片程序，还在一定程度上减轻了电机的重量。也可以可改善定子齿的摩擦磨损性能，增大摩擦系数，提高电机的负载能力，降低磨损提高电机的寿命，并能传导定子和转子接触界面由摩擦产生的热量。本发明采用双面齿金属塑料复合型定子和单个压电陶瓷片，双面齿定子的双面齿的振动一致，相对于单面齿金属塑料复合型超声电机，超声电机的输出功率增大和驱动效率提高，输出功率增加了40％以上，驱动效率提高了20％。

附图说明