[发明专利]一种面内旋转型行波超声电机以及驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及超声电机领域，具体而言，涉及一种面内旋转型行波超声电机以及驱动器。

背景技术

面内旋转型行波超声电机作为一种新型能量转换装置,利用压电陶瓷材料的逆压电效应激发金属弹性体(定子)产生高频微幅振动，同时利用定子、转子接触界面上的摩擦力将定子的微幅振动转化为转子的宏观运动，以此实现电能向机械能的转换。

超声电机与传统的电磁电机相比有许多独特的优点，包括结构紧凑、低速大扭矩、低噪声运行、断电自锁、毫秒级快速响应、电磁兼容性好、位移和速度控制性好，可实现微米级甚至纳米级的定位精度等。与传统的电磁电机相比有着广阔的应用前景。

然而现有的超声电机大都采用面外振动模态，定子、转子之间沿轴向接触，在这种情况下，必然不利于把电机做得很薄，即轴向体积大。现有的许多薄片式电子产品需要不仅体积小，而且还要尽可能薄型化的电机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面内旋转型行波超声电机，其具有薄型化，体积小，重量轻，结构简单，驱动力矩大，效率高的优点。

本发明的另一目的在于提供一种驱动器，其能够具有体积小，驱动效率高的优点。

本发明的实施例是这样实现的：

一种面内旋转型行波超声电机，其包括定子、转子、转轴及壳体组成；转子为中空的圆柱形且设有一个腔体，定子为中空的圆台形，定子固定连接于壳体，转子套接固定于转轴，定子外径较小的一端嵌套入转子的腔体中，转轴转动连接于壳体。

在本发明较佳的实施例中，还包括压电陶瓷，压电陶瓷连接于定子的内表面，压电陶瓷的引线通过定子与壳体之间的空隙引出。

在本发明较佳的实施例中，上述压电陶瓷的高度与定子的高度相同。

在本发明较佳的实施例中，上述定子包括有多个定子齿，多个定子齿间隔分布于定子的外周侧。

在本发明较佳的实施例中，在安装状态下，上述定子完全嵌入转子的腔体中，转子的侧壁与定子的定子齿相贴合。

在本发明较佳的实施例中，在安装状态下，上述转子的腔体的深度大于定子的高度。

在本发明较佳的实施例中，上述定子外径较大的一端设有至少一个支撑件，定子与壳体之间通过支撑件相连。

在本发明较佳的实施例中，上述支撑件为四个，优选地，四个支撑件设于定子外径较大的一端的中间位置且按照圆周等间距排列。

在本发明较佳的实施例中，还包括有碟簧和卡簧，碟簧和卡簧连接于转子外径较小的一端。

一种驱动器，其包括上述面内旋转型行波超声电机。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供的一种面内旋转型行波超声电机，转子中空的圆柱形且设有一个腔体，定子为中空的圆台形，定子外径较小的一端嵌套入转子的腔体中，定子与转子呈薄片状，减小了轴向体积，适用于很多薄片式电子产品，且圆台形的定子与转子相嵌，将转子对定子的轴向预压力转化成周向预紧力，定子的圆周转动带动转子转动，得到大的驱动力矩，定子与转子的结构便于加工，实用性强。本发明还提供一种驱动器，其包含上述面内旋转型行波超声电机，具有体积小，驱动率高的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的面内旋转型行波超声电机在第一视角下的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的面内旋转型行波超声电机在第二视角下的结构示意图；

图3为本发明第一实施例提供的面内旋转型行波超声电机中的定子的结构示意图；

图4为本发明第一实施例提供的面内旋转型行波超声电机中的压电陶瓷极化分区俯视图。

图中：10-壳体；20-定子；21-定子齿；30-轴承；40-支撑件；50-压电陶瓷；60-转子；61-腔体；70-碟簧；80-卡簧；90-转轴；100-面内旋转型行波超声电机。

具体实施方式