[发明专利]一种兔形块状贴片式单相直线超声电机定子及激励方法

权利要求书

1.一种兔形块状贴片式单相直线超声电机定子，包括矩形弹性体框架(5)，其特征在于，所述矩形弹性体框架(5)的一端开设有弹性槽，所述弹性槽由相连通的矩形槽(8)和柱形槽(7)组成；

所述矩形弹性体框架(5)的底部位于底部偏右位置处设有一驱动足(4)，且矩形弹性体框架(5)的上侧左右两处开设有两个安装孔(6)，所述矩形弹性体框架(5)的上表面安装有第一压电陶瓷片(1)，且矩形弹性体框架(5)远离矩形槽(8)的一端安装有第二压电陶瓷片(2)，所述矩形弹性体框架(5)的底部左边安装有第三压电陶瓷片(3)；

所述第一压电陶瓷片(1)、第二压电陶瓷片(2)以及第三压电陶瓷片(3)均在其厚度方向极化，沿垂直于该厚度方向变形。

2.根据权利要求1所述的一种兔形块状贴片式单相直线超声电机定子，其特征在于，两个所述安装孔(6)均开设在振动节点处，用于安装电机定子。

3.根据权利要求1所述的一种兔形块状贴片式单相直线超声电机定子，其特征在于，所述矩形弹性体框架(5)有两种工作模态，分别为正向驱动的一阶面外弯曲振动模态和反向驱动的二阶面外弯曲振动模态。

4.根据权利要求3所述的一种兔形块状贴片式单相直线超声电机定子，其特征在于，两种工作模态时，第一压电陶瓷片(1)或第三压电陶瓷片(3)在不参与激励工作时，压电陶瓷片会在压电正效应下产生交流电压，据此电压信号可以实时监测电机的运行状况。

5.根据权利要求1所述的一种兔形块状贴片式单相直线超声电机定子，其特征在于，所述第一压电陶瓷片(1)、第二压电陶瓷片(2)以及第三压电陶瓷片(3)与矩形弹性体框架(5)之间均通过胶粘固定。

6.根据权利要求1-5所述的一种兔形块状贴片式单相直线超声电机定子的激励方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：电机激励设置为单相电压激励，给第二压电陶瓷片(2)和第一压电陶瓷片(1)施加相同正弦交流电，此时电机正向驱动，第三压电陶瓷片(3)悬空；

S2：给第二压电陶瓷片(2)和第三压电陶瓷片(3)施加相同正弦交流电，此时电机反向驱动，第一压电陶瓷片(1)悬空；

S3：第一压电陶瓷片(1)和第二压电陶瓷片(2)、第二压电陶瓷片(2)与第三压电陶瓷片极化方向相反，给第一压电陶瓷片(1)和第二压电陶瓷片(2)施加相同正弦交流电，如果第二压电陶瓷片(2)与矩形弹性体框架(5)的结合面向外凸，则第一压电陶瓷片(1)与矩形弹性体框架(5)的结合面向内凹，反之，如果第二压电陶瓷片(2)与矩形弹性体框架(5)的结合面向内凹，则第一压电陶瓷片(1)与矩形弹性体框架(5)的结合面向外凸；

此时第一压电陶瓷片(1)和第二压电陶瓷片(2)类似一对肌肉，一伸一缩激发起一阶面外弯曲振动模态，使驱动足斜椭圆运动，进而电机正向驱动；第二压电陶瓷片(2)和第三压电陶瓷片(3)类似另一对肌肉，一伸一缩激发起二阶面弯曲振动模态，使驱动足斜椭圆运动，进而电机反向驱动，通过分别施加激励电压实现电机双向驱动。