压电片夹心式旋转直线超声电机定子

摘要

压电片夹心式旋转直线超声电机定子，属于超声电机技术领域。它解决了现有旋转超声电机利用压电元件较低机电耦合效率的d31模式对定子进行激励，使电机的输出功率与输出效率受限的问题。它采用悬臂梁结构或自由梁结构，它采用压电片夹心结构，压电陶瓷片利用高机电耦合效率的d33模式对定子进行激励，通过激发定子空间上相互正交的两个低阶弯曲振动，利用振动的叠加与耦合，在驱动端的内表面产生驱动行波，驱动端与输出轴通过螺纹副传动，在轴向负载力的作用下实现输出轴的旋转直线运动输出。本发明适用于旋转直线超声电机。

主权项

一种压电片夹心式旋转直线超声电机定子，所述定子采用悬臂梁结构，它包括输出轴（1），其特征在于：它还包括金属前匹配环（2）、金属后匹配环（3）、n片压电陶瓷片（4）、n‑1片通电电极片（5）和预紧螺母（6），所述n为整数，并且n为4的倍数，金属前匹配环（2）由圆筒段（2‑1）和输出段（2‑2）组成，圆筒段（2‑1）的首端具有外螺纹，圆筒段（2‑1）的末端与输出段（2‑2）的首端固定连接，输出段（2‑2）为由首端至末端截面逐渐变小的圆台形，金属后匹配环（3）套接在圆筒段（2‑1）上，圆筒段（2‑1）上位于金属后匹配环（3）与输出段（2‑2）的首端面之间套接有n片压电陶瓷片（4），每相邻两片压电陶瓷片（4）之间分别均设置有一片通电电极片（5），圆筒段（2‑1）的首端外螺纹上旋合有预紧螺母（6），输出段（2‑2）末端的内环表面与输出轴（1）通过螺纹副配合连接；它还包括两片通电电极片（5），金属后匹配环（3）与压电陶瓷片（4）的接触面之间以及输出段（2‑2）与压电陶瓷片（4）的接触面之间分别设置一片通电电极片（5）；所述金属后匹配环（3）上具有轴向圆环突起，该轴向圆环突起的轴向表面为金属后匹配环（3）与压电陶瓷片（4）或通电电极片（5）的接触面；所述n片压电陶瓷片（4）由圆筒段（2‑1）的首端至末端方向均分为两个激振组，每片压电陶瓷片（4）均沿厚度方向极化，两个激振组的极化方向空间相错90度，每个激振组中的相邻压电陶瓷片（4）的极化方向相反。