旋转型声表面波电机

摘要

本发明的旋转型声表面波电机，属声表面波电机领域。它由定子组件、叉指换能器、转子及支架组件构成。该电机利用声表面波可以在曲面传播的特性，设计出一种半环形定子，在其内表面激发出声表面波，把转子夹在两个定子半环中间，通过摩擦力的作用，以旋转运动的形式把动力传递出去。该种电机响应快、输出力高，易于小型化，可实现高精度的定位控制。

主权项

1.一种旋转型声表面波电机，由定子组件、叉指换能器、转子及支架组件构成，其特征在于：所述的定子组件包括上定子半环(3)和与之相对设置的下定子半环(4)，其中上定子半环(3)和下定子半环(4)相对的端面分别成由外环面向内环面缩进的斜面形状；所述的转子(1)被上定子半环(3)和下定子半环(4)夹持于中间，且转子(1)表面布有微米级凸台；所述支架组件包括上安装座(6)、下安装座(7)，上定子半环(3)和下定子半环(4)分别粘固在上安装座(6)和下安装座(7)的内环面上，上安装座(6)与下安装座(7)通过弹簧垫片(9)和压紧螺栓(8)为电机提供工作时所需的预压力；所述的叉指换能器包括上、下两组叉指换能器对，其中上叉指换能器对(2)加工在上定子半环(3)上与下定子半环(4)相对的左右两个斜面上，下叉指换能器对(5)加工在下定子半环(4)上与上定子半环状(3)相对的左右两个斜面上；上述两组叉指换能器对均为功率合成器型能量循环结构，具体组成如下：下叉指换能器对(5)由安置在下定子半环(4)左斜面上的左转换电极(10)和左反射电极(11)、安置在下定子半环(4)右斜面上的右反射电极(12)和右转换电极(13)、以及功率合成器(18)组成，上述四个电极的周期节长和声孔径宽均相同；其中左转换电极(10)连接功率合成器(18)的端口II(17)，右转换电极(13)连接功率合成器(18)的端口I(15)，驱动电源(14)连接功率合成器(18)的驱动信号输入端(16)；当以端口I(15)作为输入端、端口II(17)作为输出端时，即在左转换电极(10)上加上声同步频率的电信号后，在下定子半环表面激发的声表面波会在左转换电极(10)的左右两个方向传播，左反射电极(11)把向左传播的声表面波全部反射到右侧，左反射电极(11)和左转换电极(10)之间的距离满足反射后的波和原来向右传播的波相位差为2nπ，n为整数，使得向右传播的波的强度得以加强；当波传播到右转换电极(13)时，由压电效应，右转换电极(13)把机械能转换成电能汇合驱动电源(14)输入的声同步频率的电信号一起输入到功率合成器(18)中，再次施加在左转换电极(10)上，通过逆压电效应，在下定子半环(4)的内环面上激发出声表面波；上叉指换能器对(2)组成形式与下叉指换能器对(5)相似，在上定子半环(3)内环面上激发出和下定子半环(4)方向相反的声表面波；两者协同作用下，转子(1)与定子之间在定子表面质点椭圆运动的作用下产生摩擦力，摩擦力推动转子沿着与波传播方向相反的方向旋转；当以端口II(17)作为输入端、端口I(15)作为输出端时，即实现电机的反向转动。