单电信号驱动双向旋转超声电机

摘要

本发明公开了一种单电信号驱动双向旋转超声电机，包括两个相同的定子、一个转子和一套正压预紧力调整机构，定子包括心轴和依次套设在心轴上的后盖板、压电陶瓷片、电极片、椭圆振动模态转换器；转子包括摩擦盘和轴承；正压预紧力调整机构包括弹簧和支撑结构。本发明利用特殊设计的椭圆振动模态转化器结构，通过压电陶瓷片的纵向振动实现了定子驱动齿端面质点的椭圆轨迹运动，两个定子分别进行工作时，分别驱动驱动转子进行连续旋转运动。本发明具有结构简单，制造容易，易于微型化，集成化，成本低、控制难度小等优点，应用前景广阔。

主权项

单电信号驱动双向旋转超声电机，包括两个相同的定子、一个转子和一套正压预紧力调整机构，其特征在于：定子包括心轴和依次套设在心轴上的后盖板、压电陶瓷片、电极片、椭圆振动模态转换器，心轴和椭圆振动模态转换器通过螺纹联接后将后盖板、压电陶瓷片、电极片和椭圆振动模态转换器压紧固定；所述后盖板和所述心轴制作成分体式结构或一体化结构；所述的椭圆振动模态转换器为一体化结构，包括下端的圆柱体部分和上端的驱动齿部分，下端的圆柱体部分上设置有可以与外部结构联接用的法兰盘，上端的驱动齿部分在圆周方向均布设置在圆柱体部分的上端，每个驱动齿沿径向方向为斜楔形结构，该斜楔形原整体结构沿径向方向的投影为长方形，沿超声电机轴线方向其一侧被切割掉一部分后形成斜楔形结构，即形成斜楔形的两个侧面，未被切割的一侧面沿径向的投影平行于超声电机轴线，被切割过的另一侧面沿径向的投影与超声电机轴线成3‑40度夹角；所述每个椭圆振动模态转换器上驱动齿的数量为3‑12个；转子包括摩擦盘和轴承，轴承设置在摩擦盘内部；正压预紧力调整机构包括弹簧和支撑结构，弹簧一端与一定子的法兰盘固定，另一端与支撑结构固定；所述的两个定子同轴设置，且定子上椭圆振动模态转换器的驱动齿端均朝向摩擦盘并和摩擦盘接触，其中一个定子通过法兰盘固定设置，另一个定子通过法兰盘和弹簧及支撑结构联接，通过调节支撑结构的位置，在两个定子和转子之间形成正压预紧力；所述的单电信号驱动双向旋转超声电机只需要一路超声电源输出信号和控制电路，当需要转子向一个方向转动时，将超声电源输出的电信号接入到相应定子的电极片，如果需要转子向另一个方向转动，通过转换开关将该超声电源输出的电信号接入到另外一个定子的电极片。