[发明专利]一种阶梯型组合式压电致动器

说明书

本发明提出了一种阶梯型组合式压电致动器，一种阶梯型组合式压电致动器，包括转轴、通过左轴承、右轴承设在转轴上的底座，底座一侧设有轴承螺母、另一侧设有多级的动力模块，多级的动力模块阶梯式设计，次外侧一级动力模块设在最外侧一级动力模块内侧，低一级的动力模块设在高一级的动力模块内侧；所述最外侧一级动力模块包括一级定子、一级转子、一级碟簧、一级定制螺母；本发明多级动力模块提升了单位直径输出扭矩，动力更强劲；转轴中一段为分段式螺纹与凹槽间歇配合结构，不同级别转子的花键状凸起插进凹槽中，转轴与定子保持同步旋转，传递机械扭矩，转动更稳定。

技术领域

本发明涉及压电致动器技术领域，特别是指一种阶梯型组合式压电致动器。

背景技术

压电致动器通过应用压电陶瓷所具有施加电压发生变形(伸长、收缩)的特性，是广泛用于手机相机模块内的自动聚焦、数码相机的图像稳定系统等位置的控制设备。压电致动器不像传统的电机那样，利用电磁的交叉力来获得其运动和力矩，而是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动来获得其运动和力矩，将材料的微观变形通过机械共振放大和摩擦耦合转换成转子的宏观运动，在这种新型装置中，压电陶瓷材料盘代替了许许多多的铜线圈；压电致动器经过组装成型后的产品一般称为超声电机。

传统的压电致动器或超声电机多是由单一的定子和转子组合而成，南京航空航天大学申请的申请号为2009101854342发明专利，命名为双定转子阶梯轴结构盘状行波超声电机，其实际内容相当于本发明申请左右两侧的两个机组；多级动力模块组成机组形式的超声电机未见诸于公开报道，现有技术超声电机定子与转子多为一套形式，虽能满足一般超声电机基本功能，但是对于有限直径的产品，其输出力矩受到了局限，与本发明相比较,本发明压电致动器的多级动力模块能提升单位直径输出扭矩，为超声电机带来更好的表现性能。

发明内容

本发明的目的，为了提高压电致动器的稳定性，同时提高了单位直径输出扭矩，提升了单位体积压电致动器的配置性能。同时本装置兼顾了成本因素，简易结构设计、高效利用空间。

本发明的技术方案是这样实现的：一种阶梯型组合式压电致动器，包括转轴、通过左轴承、右轴承设在转轴上的底座，底座一侧设有轴承螺母、另一侧设有多级的动力模块，多级的动力模块阶梯式设计,次外侧一级动力模块设在最外侧一级动力模块内侧,低一级的动力模块设在高一级的动力模块内侧，多级的动力模块结构相同、大小不同；所述最外侧一级动力模块包括一级定子、一级转子、一级碟簧、一级定制螺母，螺纹连接到转轴上的一级定制螺母挤压一级转子与一级定子配合连接,为一级转子与一级定子施加预压力,一级定制螺母与一级转子之间设有一级碟簧。

优选的，所述一种阶梯型组合式压电致动器外侧设有子座和母座，子座上设有内连壳，母座上设有外连壳，内连壳、外连壳螺栓连接，子座和母座侧面设有多个阶梯台，阶梯台与多级的定子相接触实现多级的定子定位，此处多级的定子指的是多级的动力模块的定子，压电片安装在阶梯台与定子之间，每一级动力模块的压电片安装在阶梯台与相应级的定子之间。

优选的，所述转轴与一级转子连接处的转轴上设有分段式螺纹，分段式螺纹的螺纹段之间设有凹槽，所述一级转子内侧设有花键状凸起，花键状凸起、凹槽配合连接。

优选的，所述转轴、底座、轴承螺母、多级的动力模块组成一个机组，一种阶梯型组合式压电致动器包含有多个机组，相邻机组之间通过设在转轴上的键和键槽连接。

优选的，所述动力模块包含有三级，每一级动力模块所含零部件大小不同但是形状相同。

优选的，所述阶梯台个数与动力模块级数相同。