双向单模态斜轨V形直线超声电机及电激励方式

摘要

一种双向单模态斜轨形直线超声电机及其电激励方式，属超声电机类。该电机由定子和一直线导轨组成。所述导轨由预压力压在定子驱动足上，导轨倾斜θ度角。所述的定子整体呈V形，包括两个相同的左右对称具有夹角的压电振子，每个压电振子依次包括后端盖、支撑板、压电陶瓷和电极片、前端盖，前端盖和后端盖通过压紧螺栓压紧固定，两个压电振子的前端盖上端部联为一体形成驱动足。定子设计有两个正交工作模态，分别为对称一反对称振动模态；当激发其中任意一个工作模态时，定子驱动足表面质点的运动轨迹相对于导轨是一条斜直线，且斜直线的倾斜方向随工作模态的改变而改变，从而推动导轨正反向运动。该超声电机推力大、驱动频带宽、工作可靠。

主权项

一种双向单模态斜轨V形直线超声电机，由定子和动子构成，其中动子为一直线导轨(8)，其特征在于：所述导轨(8)在预压力的作用下压在定子驱动足(7)上，且导轨倾斜角为θ(9)，则导轨与定子中心线的夹角为90+θ度；所述的定子包括两个相同的压电振子，每个压电振子依次包括后端盖(1)、支撑板(3)、压电陶瓷(4)和电极片(5)、前端盖(6)，其中压电陶瓷(4)置于前端盖(6)和后端盖(1)之间，电极片(5)置于每两片压电陶瓷(4)之间，前端盖(6)和后端盖(1)通过压紧螺栓(2)压紧固定，两个压电振子的前端盖上端部联为一体形成驱动足(7)；上述两个压电振子左右对称具有夹角，整体呈V形；上述导轨倾斜角θ(9)大小的原则是：模态振幅沿定子和导轨接触界面的法向分量要大于定子和导轨接触界面的粗糙度Ra；即设定子的对称振动模态的振幅为U，则此振动模态垂直于导轨的法向振动分量为：Uf＝Ucosθ；设定子的反对称振动模态的振幅为V，则此振动模态垂直于导轨的法向振动分量为：Vf＝Vsinθ；要使定子有效地驱动导轨，必须满足以下条件：Ucosθ＞Ra，Vsinθ＞Ra所以，导轨倾斜角θ(9)的选择范围：arcsin(Ra/V)＜θ＜arccos(Ra/U)。