[发明专利]超声波马达及电子设备

说明书

本申请公开了一种超声波马达及电子设备。该超声波马达包括驱动装置、传动装置(13)、运动装置(12)和锁紧装置；所述传动装置(13)与所述驱动装置连接，所述驱动装置用于驱动所述传动装置(13)运动；所述运动装置(12)套设在所述传动装置(13)外，所述锁紧装置的至少部分设置在所述传动装置(13)和/或所述运动装置(12)上；在第一运动状态下，所述传动装置(13)通过所述锁紧装置与所述运动装置(12)固定连接；在第二运动状态下，所述传动装置(13)与所述运动装置(12)解除固定连接。该超声波马达减少了不必要的摩擦消耗，可增加运动装置的运动效率，提升马达的寿命。

技术领域

本申请涉及超声波马达技术领域，尤其涉及一种超声波马达及电子设备。

背景技术

超声波马达（ultrasonicmotor，USM）是利用摩擦力将金属制弹性体（例如，振子、定子）产生的振幅数μ子的固有振动（或共振）转换成移动体（例如，转子或滑块）旋转及平移运动的传动装置。它是1980年由指田年生先生申请的。弹性体的固有振动数（例如，共振频率）在超声波领域（例如，共振频率在20kHz以上），因此，称为超声波马达。固有振动通过配置在振动体内部的压电陶瓷（piezoelectric ceramics，PZT）产生。

与普通的电磁马达相比，超声波马达具有以下特点：1、具有低速、高扭矩的特性，不需要减速装置；2、不需要减速齿轮，因此，超声波马达的静音性能优异；3、不通电时拥有保持扭矩；4、不会受到磁影响，不产生电磁场；5、小型、轻量。基于上述优点，超声波马达用于单反相机的自动对焦及扫描式电子显微镜、半导体制造装置、微型设备制造装置等精密定位装置。而且，利用低速、高扭矩特性及不通电时的扭矩保持特性，还可用于卷帘/窗帘的升降、头枕的定位等。此外，利用不受磁场影响的特征，还用于使用磁性的医疗诊断设备中的MRI的本体及周边设备等。

以直线运动的超声波马达为例，其工作原理如图1所示：当压电陶瓷通入正向电流时，向上方产生形变，带动压片产生相同的形变，使导杆向上运动；运动块套在导杆上，没有完全紧配，两者间存在一定的间隙，导杆向上运动时，通过摩擦力带动运动块上升，上升的距离为H1，由于运动块的惯性，H1小于导杆实际的上升距离；当压电陶瓷通入负向电流，向下方产生形变，带动压片产生相同的形变，使导杆向下运动，通过摩擦力带动运动块下降，下降的距离为H2，由于惯性的作用，H2小于导杆实际的下降距离，H1与H2的差值H3即为运动块上升的距离。当通入的正向电流能量大于负向电流时，H1＞H2，H3为正，运动块向上运动；当通入的正向电流能量小于负向电流时，H1＜H2，H3为负，运动块向下运动。可以通过调整输入压电陶瓷的电流来控制运动块的运动形式。

由于现有超声波马达的工作原理，需要利用运动块和导杆之间的摩擦力及运动块的惯性来完成上升或下降的运动，因此，具有效率低，材料磨耗大、寿命短的缺点，限制了超声波马达的应用。

因此，有必要提出一种超声波马达的新技术方案。

发明内容

本申请实施例提供一种超声波马达，以解决现有超声波马达效率低，材料磨耗大、寿命短的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

一种超声波马达。该马达包括驱动装置、传动装置、运动装置和锁紧装置；

所述传动装置与所述驱动装置连接，所述驱动装置用于驱动所述传动装置运动；所述运动装置套设在所述传动装置外，所述锁紧装置的至少部分设置在所述传动装置和/或所述运动装置上；

在第一运动状态下，所述传动装置通过所述锁紧装置与所述运动装置固定连接；

在第二运动状态下，所述传动装置与所述运动装置解除固定连接。

本申请实施例提供的超声波马达中，在第一运动状态下，传动装置和运动装置同步运动，在第二运动状态下，传动装置与运动装置分离，这样减少了不必要的摩擦消耗，可增加运动装置的运动效率，提升马达的寿命。