[发明专利]一种径弯复合型片状超声电机及其控制方法

权利要求书

1.一种径弯复合型片状超声电机，其特征在于：包括定子（1）、压电陶瓷（2）、转子（3）、内旋转轴（4）、弹簧（5）、外旋转轴（6）、紧固套筒（7）和紧固螺钉（8）；其中，

所述定子（1）在外，转子（3）在内，定子（1）中设有孔，所述内旋转轴（4）贯穿所述孔，在所述定子（1）的一侧，所述转子（3）套装在内旋转轴（4）上，所述弹簧（5）和外旋转轴（6）自内而外依次套装在所述内旋转轴（4）上，所述弹簧（5）底部与所述转子（3）接触；

在所述定子（1）的另一侧，紧固套筒（7）套装在所述内旋转轴（4）上，其顶部与转子（3）接触，所述紧固螺钉（8）位于紧固套筒侧面中间，通过调节内旋转轴（4）穿过紧固套筒（7）的位移来调节弹簧的（5）预压力，并通过紧固螺钉（8）进行固定。

2.根据权利要求1所述的一种径弯复合型片状超声电机，其特征在于：所述内转轴（4）上设有凸台，所述弹簧（5）在凸台和转子（3）中间，通过紧固套筒（7）和紧固螺钉（8）的固定作用压在转子（3）表面；

所述外旋转轴（6）与转子（3）接触，通过与转子（3）摩擦带动其旋转；所述内旋转轴（4）则通过紧固套筒（7）与转子（3）的摩擦带动其旋转。

3.根据权利要求1所述的一种径弯复合型片状超声电机，其特征在于：所述转子（3）是对称的半球形或锥形，为中间小两端大的结构，其上部与所述外旋转轴（6）下部接触，下部与所述紧固套筒（7）相接触。

4.根据权利要求3所述的一种径弯复合型片状超声电机，其特征在于：所述定子（1）是内部含有空心凸圆柱并通过梁式波导结构（10）与其内径相连接的圆环形金属片相连接；所述定子（1）的上表面和下表面均有凸出的空心圆柱与转子（3）的中间部分相接触，两者之间的预压力则通过弹簧（5）进行调节；

所述压电陶瓷（2）是平整的圆环形片，上、下两片分别粘贴于定子（1）的环形表面。

5.根据权利要求4所述的一种径弯复合型片状超声电机，其特征在于：所述梁式波导结构（10）中的梁绕定子（1）中心旋转对称。

6.根据权利要求1所述的一种径弯复合型片状超声电机，其特征在于：所述压电陶瓷（2）的内径尺寸与定子（1）的内径尺寸相同，外径方面要求定子的外径大于等于压电陶瓷的外径，上、下两片压电陶瓷均沿厚度方向极化，极化方向相反。

7.根据权利要求1所述的一种径弯复合型片状超声电机，其特征在于：所述定子（1）外部形状为圆形，在其边缘处设有若干处带孔固定结构（11），均匀分布在定子（1）其边缘。

8.权利要求1所述的一种径弯复合型片状超声电机的控制方法，其特征在于：超声电机在工作状态时，此时上下两片压电陶瓷极化方向相反，通过电极给上、下两片压电陶瓷（2）分别施加余弦和正弦电信号，激励定子（1）产生一阶径向振动和面外三阶弯振,即可实现上下转子相反方向旋转。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：无论上下两片压电陶瓷所加电压信号如何，只要上下两片压电陶瓷的电信号在任意时间段内存在电压差，足够激励定子（1）产生一阶径向振动和面外三阶弯振，即可实现上下转子相反方向旋转。

10.根据权利要求1所述的一种径弯复合型片状超声电机，其特征在于：定子（1）内部梁式波导结构（10）中梁为直梁或者变截面梁。