CN103856099B - 贴片式盘形结构旋转直线超声电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种贴片式盘形结构旋转直线超声电机，以解决现有旋转直线超声电机微型化困难，输出力小等问题。本发明的贴片式盘形结构旋转直线超声电机包括被激圆盘、激振元件和输出轴。被激圆盘为内孔具有内螺纹的盘形结构弹性体，输出轴采用带有外螺纹的圆轴结构，被激圆盘与输出轴之间通过螺纹连接传动。激振元件为压电陶瓷片，通过胶粘或冷焊工艺实现与被激圆盘固结，并沿周向均布于被激圆盘的表面，激励被激圆盘产生径向微幅的伸缩振动，利用振动耦合产生驱动行波，通过螺纹传动副实现输出轴的旋转直线运动输出。本发明具有结构简单、易于微型化、输出力大等优点，在精密驱动领域具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种贴片式盘形结构旋转直线超声电机，属于超声电机技术领域。
背景技术
超声电机是利用压电元件的逆压电效应激励弹性体产生微幅超声振动，通过摩擦耦合实现机械能输出的微特电机。旋转直线超声电机是目前诸多类型超声电机中的一种，它相对于其它类超声电机相比，输出轴通过螺纹传动副实现旋转直线两自由度运动的输出，具有结构简单、易于微型化、定位精度高、输出力大等优势，广泛应用于精密驱动与传动的技术领域。
根据被激振体（或称为定子）的构成方式与驱动激励模式的不同，旋转直线超声电机主要有超声波导螺杆电动机、基于模态转换的金属方体定子旋转直线超声电机、螺纹驱动多面体超声电机以及压电片夹心式旋转直线超声电机等几种类型。其中超声波导螺杆电动机主要是利用两端自由约束的柱体定子空间上正交的两个一阶弯曲振动相互耦合，在定子自由端的内表面产生驱动行波，定子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，当前主要有定子为粘贴压电片的金属管式与压电管式两种类型的旋转直线超声电机（如专利号为US2006049720-A1、US7170214-B2、CN101040395A、CN1879232A的专利）；基于模态转换的金属方体定子旋转直线超声电机主要是利用粘贴压电片的复合金属方体定子的径向收缩振动（R 3振动模态）和轴向伸缩振动（T 1振动模态）两种模态间的转换来实现旋转与直线运动的输出，并且这两种运动是相互独立的，可以实现单独控制（如专利号为JP2009261494-A的专利）；螺纹驱动多面体超声电机主要是将压电元件粘贴到金属薄壁圆筒定子外侧的平面上，转子与金属薄壁圆筒定子通过螺纹相啮合，通过激励压电片使定子中产生沿圆周方向的面内弯曲行波，该面内弯曲行波通过螺纹直接驱动转子旋转并转换成转子的轴向直线运动（如专利号为CN1767347A、CN1964175A的专利）；压电片夹心式旋转直线超声电机主要是将压电片以夹心式结构的方式布置于悬臂梁中，激发悬臂梁定子的弯曲振动模态，利用模态耦合实现螺纹输出轴的旋转直线运动输出（如专利号为ZL201110304078.9）。上述几种旋转直线超声电机虽然在定子的构成方式与驱动激励模式上有所不同，但其定子多采用梁结构，使得电机的微型化受限，输出力较小，限制了旋转直线超声电机的应用。
发明内容
为解决现有旋转直线超声电机微型化困难以及输出力小的实际问题，本发明公开了一种易于微型化、输出力大的贴片式盘形结构旋转直线超声电机。
本发明所采用的技术方案是：所述的贴片式盘形结构旋转直线超声电机包括被激圆盘1、激振元件2和输出轴3。所述的被激圆盘1为内孔具有内螺纹的盘形结构弹性体，输出轴3采用带有外螺纹的圆轴结构，被激圆盘1与输出轴3之间通过螺纹连接传动。激振元件2为PZT4或PZT8型压电陶瓷片，通过胶粘或冷焊工艺实现与被激圆盘1的固结，并沿周向均布于被激圆盘1的表面。通过在激振元件2上施加超声频率内的交变电信号，激励被激圆盘1产生径向微幅的伸缩振动，利用振动耦合产生驱动行波，通过螺纹传动副实现输出轴3的旋转直线运动输出。
本发明提出的贴片式盘形结构旋转直线超声电机具有结构简单紧凑、易于微型化、输出力大等优点，在精密驱动与定位控制领域具有广泛的应用前景。
附图说明
图1所示为本发明提出的一种单波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机的主视图；
图2所示为本发明提出的一种单波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机的俯视图；
图3所示为本发明提出的贴片式盘形结构旋转直线超声电机中被激圆盘的剖视图；
图4所示为本发明提出的贴片式盘形结构旋转直线超声电机中输出轴的示意图；
图5所示为本发明提出的一种单波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机中被激圆盘的变形图；
图6所示为本发明提出的一种两波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机的俯视图；
图7所示为本发明提出的一种两波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机中被激圆盘的变形图；
图8所示为本发明提出的一种三波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机的俯视图；
图9所示为本发明提出的一种三波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机中被激圆盘的变形图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4和图5说明本实施方式。本实施方式提供了一种单波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机的实施方案。该单波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机主要由被激圆盘1、激振元件2和输出轴3组成。
所述的被激圆盘1为内孔具有内螺纹的盘形结构弹性体，输出轴3采用带有外螺纹的圆轴结构，被激圆盘1与输出轴3之间通过螺纹连接传动。激振元件2为PZT4或PZT8型压电陶瓷片，共8片具体为第一压电陶瓷片21、第二压电陶瓷片22、第三压电陶瓷片23、第四压电陶瓷片24、第五压电陶瓷片25、第六压电陶瓷片26、第七压电陶瓷片27、第八压电陶瓷片28，通过胶粘（如爱牢达环氧树脂胶）或冷焊工艺实现与被激圆盘1的固结，并沿周向均布于被激圆盘1的表面。其中第一压电陶瓷片21与第五压电陶瓷片25布置于被激圆盘1的双面对称位置，构成A1激振组；第三压电陶瓷片23与第七压电陶瓷片27布置于被激圆盘1的双面对称位置，构成A2激振组；A1激振组中第一压电陶瓷片21与A2激振组中第三压电陶瓷片23在被激圆盘1的同侧面对称布置。A1激振组与A2激振组构成A激振组。第二压电陶瓷片22与第六压电陶瓷片26布置于被激圆盘1的双面对称位置，构成B1激振组；第四压电陶瓷片24与第八压电陶瓷片28布置于被激圆盘1的双面对称位置，构成B2激振组；且B1激振组中第二压电陶瓷片22与B2激振组中第四压电陶瓷片24在被激圆盘1的同侧面对称布置。B1激振组与B2激振组构成B激振组。A激振组与B激振组满足空间正交布置关系。
本实施方式的激励方法：参照图2与图5进行说明。A激振组中A1激振组施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号，A2激振组施加使其产生缩短或伸长变形的交变电信号，且A1激振组第一压电陶瓷片21与第五压电陶瓷片25的变形同A2激振组第三压电陶瓷片23与第七压电陶瓷片27的变形具有相同相位。B激振组中B1激振组施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号，B2激振组施加使其产生缩短或伸长变形的交变电信号，且B1激振组第二压电陶瓷片22与第六压电陶瓷片26的变形同B2激振组第四压电陶瓷片24与第八压电陶瓷片28的变形具有相同相位。A激振组与B激振组通电交变电信号的频率相同，且处于超声频段（一般大于16 kHz），电压幅值相同，相位差满足90°或270°的正交关系。当相位差分别为90°和270°时，A激振组与B激振组激发被激圆盘1产生的变形叠加耦合形成单个波长的驱动行波，通过螺纹传动副，实现输出轴3的正反两个方向的旋转直线运动输出。
具体实施方式二：结合图6和图7说明本实施方式。本实施方式提供了一种双波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机的实施方案。其组成部分和连接关系与具体实施方式一相同，区别在于激振元件2对被激圆盘1的激振模式不同。
所述的激振元件2为PZT4或PZT8型压电陶瓷片，共16片具体为第一压电陶瓷片21、第二压电陶瓷片22、第三压电陶瓷片23、第四压电陶瓷片24、第五压电陶瓷片25、第六压电陶瓷片26、第七压电陶瓷片27、第八压电陶瓷片28、第九压电陶瓷片29、第十压电陶瓷片210、第十一压电陶瓷片211、第十二压电陶瓷片212、第十三压电陶瓷片213、第十四压电陶瓷片214、第十五压电陶瓷片215、第十六压电陶瓷片216，激振元件2中第一压电陶瓷片21、第九压电陶瓷片29、第五压电陶瓷片25、第十三压电陶瓷片213构成A1激振组。其中第一压电陶瓷片21与第九压电陶瓷片29布置于被激圆盘1的双面对称位置，第五压电陶瓷片25与第十三压电陶瓷片213布置于被激圆盘1的双面对称位置，第一压电陶瓷片21与第五压电陶瓷片25同侧面180度布置，第九压电陶瓷片29与第十三压电陶瓷片213同侧面180度布置。激振元件2中第三压电陶瓷片23、第十一压电陶瓷片211、第七压电陶瓷片27、第十五压电陶瓷片215构成A2激振组。其中第三压电陶瓷片23与第十一压电陶瓷片211布置于被激圆盘1的双面对称位置，第七压电陶瓷片27与第十五压电陶瓷片215布置于被激圆盘1的双面对称位置，第三压电陶瓷片23与第十一压电陶瓷片211同侧面180度布置，第七压电陶瓷片27与第十五压电陶瓷片215同侧面180度布置。A1激振组与A2激振组成空间90度布置。A1激振组与A2激振组构成A激振组。
激振元件2中第二压电陶瓷片22、第十压电陶瓷片210、第六压电陶瓷片26、第十四压电陶瓷片214构成B1激振组。其中第二压电陶瓷片22与第十压电陶瓷片210布置于被激圆盘1的双面对称位置，第六压电陶瓷片26与第十四压电陶瓷片214布置于被激圆盘1的双面对称位置，第二压电陶瓷片22与第六压电陶瓷片26同侧面180度布置，第十压电陶瓷片210与第十四压电陶瓷片214同侧面180度布置。激振元件2中第四压电陶瓷片24、第十二压电陶瓷片212、第八压电陶瓷片28、第十六压电陶瓷片216构成B2激振组。其中第四压电陶瓷片24与第十二压电陶瓷片212布置于被激圆盘1的双面对称位置，第八压电陶瓷片28与第十六压电陶瓷片216布置于被激圆盘1的双面对称位置，第四压电陶瓷片24与第八压电陶瓷片28同侧面180度布置，第十二压电陶瓷片212与第十六压电陶瓷片216同侧面180度布置。B1激振组与B2激振组成空间90度布置。B1激振组与B2激振组构成B激振组。
A激振组与B激振组满足45度布置关系。
本实施方式的激励方法：参照图6与图7进行说明。A激振组中A1激振组施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号，A2激振组施加使其产生缩短或伸长变形的交变电信号，且A1激振组第一压电陶瓷片21、第九压电陶瓷片29、第五压电陶瓷片25、第十三压电陶瓷片213变形同A2激振组第三压电陶瓷片23、第十一压电陶瓷片211、第七压电陶瓷片27、第十五压电陶瓷片215的变形具有相同相位。B激振组中B1激振组施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号，B2激振组施加使其产生缩短或伸长变形的交变电信号，且B1激振组第二压电陶瓷片22、第十压电陶瓷片210、第六压电陶瓷片26、第十四压电陶瓷片214的变形同B2激振组第四压电陶瓷片24、第十二压电陶瓷片212、第八压电陶瓷片28、第十六压电陶瓷片216的变形具有相同相位。
A激振组与B激振组通电交变电信号的频率相同，且处于超声频段（一般大于16kHz），电压幅值相同，相位差满足90°或270°的正交关系。当相位差分别为90°和270°时，A激振组与B激振组激发被激圆盘1产生的变形叠加耦合形成两个波长的驱动行波，通过螺纹传动副，实现输出轴3的正反两个方向的旋转直线运动输出。
具体实施方式三：结合图8和图9说明本实施方式。本实施方式提供了一种三波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机的实施方案。其组成部分和连接关系与具体实施方式一和具体实施方式二相同，区别在于激振元件2对被激圆盘1的激振模式不同。
本实施方式的激励方法：结合图8和图9说明本实施方式。所述的激振元件2为PZT4或PZT8型压电陶瓷片，共24片具体为第一压电陶瓷片21、第二压电陶瓷片22、第三压电陶瓷片23、第四压电陶瓷片24、第五压电陶瓷片25、第六压电陶瓷片26、第七压电陶瓷片27、第八压电陶瓷片28、第九压电陶瓷片29、第十压电陶瓷片210、第十一压电陶瓷片211、第十二压电陶瓷片212、第十三压电陶瓷片213、第十四压电陶瓷片214、第十五压电陶瓷片215、第十六压电陶瓷片216、第十七压电陶瓷片217、第十八压电陶瓷片218、第十九压电陶瓷片219、第二十压电陶瓷片220、第二十一压电陶瓷片221、第二十二压电陶瓷片222、第二十三压电陶瓷片223、第二十四压电陶瓷片224，激振元件2中第一压电陶瓷片21、第十三压电陶瓷片213、第五压电陶瓷片25、第十七压电陶瓷片217、第九压电陶瓷片29、第二十一压电陶瓷片221构成A1激振组。其中第一压电陶瓷片21与第十三压电陶瓷片213布置于被激圆盘1的双面对称位置，第五压电陶瓷片25与第十七压电陶瓷片217布置于被激圆盘1的双面对称位置，第九压电陶瓷片29与第二十一压电陶瓷片221布置于被激圆盘1的双面对称位置。第一压电陶瓷片21、第五压电陶瓷片25与第九压电陶瓷片29同侧面120度布置，第十三压电陶瓷片213、第十七压电陶瓷片217与第二十一压电陶瓷片221同侧面120度布置。
激振元件2中第三压电陶瓷片23、第十五压电陶瓷片215、第七压电陶瓷片27、第十九压电陶瓷片219、第十一压电陶瓷片211、第二十三压电陶瓷片223构成A2激振组。其中第三压电陶瓷片23与第十五压电陶瓷片215布置于被激圆盘1的双面对称位置，第七压电陶瓷片27与第十九压电陶瓷片219布置于被激圆盘1的双面对称位置，第十一压电陶瓷片211与第二十三压电陶瓷片223布置于被激圆盘1的双面对称位置。第三压电陶瓷片23、第七压电陶瓷片27与第十一压电陶瓷片211同侧面120度布置，第十五压电陶瓷片215、第十九压电陶瓷片219与第二十三压电陶瓷片223同侧面120度布置。A1激振组与A2激振组构成A激振组。
激振元件2中第二压电陶瓷片22、第十四压电陶瓷片214、第六压电陶瓷片26、第十八压电陶瓷片218、第十压电陶瓷片210、第二十二压电陶瓷片222构成B1激振组。其中第二压电陶瓷片22与第十四压电陶瓷片214布置于被激圆盘1的双面对称位置，第六压电陶瓷片26与第十八压电陶瓷片218布置于被激圆盘1的双面对称位置，第十压电陶瓷片210与第二十二压电陶瓷片222布置于被激圆盘1的双面对称位置。第二压电陶瓷片22、第六压电陶瓷片26与第十压电陶瓷片210同侧面120度布置，第十四压电陶瓷片214、第十八压电陶瓷片218与第二十二压电陶瓷片222同侧面120度布置。
激振元件2中第四压电陶瓷片24、第十六压电陶瓷片216、第八压电陶瓷片28、第二十压电陶瓷片220、第十二压电陶瓷片212、第二十四压电陶瓷片224构成B2激振组。其中第四压电陶瓷片24与第十六压电陶瓷片216布置于被激圆盘1的双面对称位置，第八压电陶瓷片28与第二十压电陶瓷片220布置于被激圆盘1的双面对称位置，第十二压电陶瓷片212与第二十四压电陶瓷片224布置于被激圆盘1的双面对称位置。第四压电陶瓷片24、第八压电陶瓷片28与第十二压电陶瓷片212同侧面120度布置，第十六压电陶瓷片216、第二十压电陶瓷片220与第二十四压电陶瓷片224同侧面120度布置。B1激振组与B2激振组构成B激振组。
A激振组与B激振组满足30度布置关系。
本实施方式的激励方法：参照图8与图9进行说明。A激振组中A1激振组施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号，A2激振组施加使其产生缩短或伸长变形的交变电信号，且A1激振组中第一压电陶瓷片21、第十三压电陶瓷片213、第五压电陶瓷片25、第十七压电陶瓷片217、第九压电陶瓷片29、第二十一压电陶瓷片221变形同A2激振组中第三压电陶瓷片23、第十五压电陶瓷片215、第七压电陶瓷片27、第十九压电陶瓷片219、第十一压电陶瓷片211、第二十三压电陶瓷片223的变形具有相同相位。B激振组中B1激振组施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号，B2激振组施加使其产生缩短或伸长变形的交变电信号，且B1激振组中第二压电陶瓷片22、第十四压电陶瓷片214、第六压电陶瓷片26、第十八压电陶瓷片218、第十压电陶瓷片210、第二十二压电陶瓷片222的变形同B2激振组中第四压电陶瓷片24、第十六压电陶瓷片216、第八压电陶瓷片28、第二十压电陶瓷片220、第十二压电陶瓷片212、第二十四压电陶瓷片224的变形具有相同相位。
A激振组与B激振组通电交变电信号的频率相同，且处于超声频段（一般大于16kHz），电压幅值相同，相位差满足90°或270°的正交关系。当相位差分别为90°和270°时，A激振组与B激振组激发被激圆盘1产生的变形叠加耦合形成三个波长的驱动行波，通过螺纹传动副，实现输出轴3的正反两个方向的旋转直线运动输出。
Claims (7)
1.一种贴片式盘形结构旋转直线超声电机，它由被激圆盘（1）、激振元件（2）和输出轴（3）组成；所述的被激圆盘（1）为内孔具有内螺纹的盘形结构弹性体，输出轴（3）采用带有外螺纹的圆轴结构，被激圆盘（1）与输出轴（3）之间通过螺纹连接传动，激振元件（2）为压电陶瓷片，通过胶粘或冷焊工艺实现与被激圆盘（1）的固结，并沿周向均布于被激圆盘（1）的表面；
其特征在于：所述超声电机为一种单波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机，该单波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机中激振元件（2）为PZT4或PZT8型压电陶瓷片，共8片具体为第一压电陶瓷片（21）、第二压电陶瓷片（22）、第三压电陶瓷片（23）、第四压电陶瓷片（24）、第五压电陶瓷片（25）、第六压电陶瓷片（26）、第七压电陶瓷片（27）、第八压电陶瓷片（28），其中第一压电陶瓷片（21）与第五压电陶瓷片（25）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，构成A1激振组；第三压电陶瓷片（23）与第七压电陶瓷片（27）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，构成A2激振组；A1激振组中第一压电陶瓷片（21）与A2激振组中第三压电陶瓷片（23）在被激圆盘（1）的同侧面对称布置；A1激振组与A2激振组构成A激振组；第二压电陶瓷片（22）与第六压电陶瓷片（26）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，构成B1激振组；第四压电陶瓷片（24）与第八压电陶瓷片（28）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，构成B2激振组；且B1激振组中第二压电陶瓷片（22）与B2激振组中第四压电陶瓷片（24）在被激圆盘（1）的同侧面对称布置；B1激振组与B2激振组构成B激振组；A激振组与B激振组满足空间正交布置关系；
通过在激振元件（2）上施加超声频率内的交变电信号，激励被激圆盘（1）产生径向微幅的伸缩振动，利用振动耦合产生驱动行波，通过螺纹传动副实现输出轴（3）的旋转直线运动输出。
2.根据权利要求1中所述的贴片式盘形结构旋转直线超声电机，其特征在于激振元件（2）的激振方式为：A激振组中A1激振组施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号，A2激振组施加使其产生缩短或伸长变形的交变电信号，且A1激振组中第一压电陶瓷片（21）与第五压电陶瓷片（25）的变形同A2激振组中第三压电陶瓷片（23）与第七压电陶瓷片（27）的变形具有相同相位；B激振组中B1激振组施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号，B2激振组施加使其产生缩短或伸长变形的交变电信号，且B1激振组中第二压电陶瓷片（22）与第六压电陶瓷片（26）的变形同B2激振组中第四压电陶瓷片（24）与第八压电陶瓷片（28）的变形具有相同相位；A激振组与B激振组施加的交变电信号的频率相同，且处于超声频段，电压幅值相同，相位差满足90度或270度的正交关系；当相位差分别为90度和270度时，A激振组与B激振组激发被激圆盘（1）产生的变形叠加耦合形成单个波长的驱动行波，通过螺纹传动副，实现输出轴（3）的正反两个方向的旋转直线运动输出。
3.根据权利要求2所述的贴片式盘形结构旋转直线超声电机，其特征在于：所述交变电信号为正弦波、方波或锯齿波。
4.一种贴片式盘形结构旋转直线超声电机，它由被激圆盘（1）、激振元件（2）和输出轴（3）组成；所述的被激圆盘（1）为内孔具有内螺纹的盘形结构弹性体，输出轴（3）采用带有外螺纹的圆轴结构，被激圆盘（1）与输出轴（3）之间通过螺纹连接传动，激振元件（2）为压电陶瓷片，通过胶粘或冷焊工艺实现与被激圆盘（1）的固结，并沿周向均布于被激圆盘（1）的表面；其特征在于：所述超声电机为一种双波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机，该双波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机中激振元件（2）为PZT4或PZT8型压电陶瓷片，共16片具体为第一压电陶瓷片（21）、第二压电陶瓷片（22）、第三压电陶瓷片（23）、第四压电陶瓷片（24）、第五压电陶瓷片（25）、第六压电陶瓷片（26）、第七压电陶瓷片（27）、第八压电陶瓷片（28）、第九压电陶瓷片（29）、第十压电陶瓷片（210）、第十一压电陶瓷片（211）、第十二压电陶瓷片（212）、第十三压电陶瓷片（213）、第十四压电陶瓷片（214）、第十五压电陶瓷片（215）、第十六压电陶瓷片（216），其中激振元件（2）中第一压电陶瓷片（21）、第九压电陶瓷片（29）、第五压电陶瓷片（25）、第十三压电陶瓷片（213）构成A1激振组，其中第一压电陶瓷片（21）与第九压电陶瓷片（29）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第五压电陶瓷片（25）与第十三压电陶瓷片（213）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第一压电陶瓷片（21）与第五压电陶瓷片（25）同侧面180度布置，第九压电陶瓷片（29）与第十三压电陶瓷片（213）同侧面180度布置；激振元件（2）中第三压电陶瓷片（23）、第十一压电陶瓷片（211）、第七压电陶瓷片（27）、第十五压电陶瓷片（215）构成A2激振组，其中第三压电陶瓷片（23）与第十一压电陶瓷片（211）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第七压电陶瓷片（27）与第十五压电陶瓷片（215）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第三压电陶瓷片（23）与第十一压电陶瓷片（211）同侧面180度布置，第七压电陶瓷片（27）与第十五压电陶瓷片（215）同侧面180度布置；A1激振组与A2激振组成空间90度布置，A1激振组与A2激振组构成A激振组；激振元件（2）中第二压电陶瓷片（22）、第十压电陶瓷片（210）、第六压电陶瓷片（26）、第十四压电陶瓷片（214）构成B1激振组，其中第二压电陶瓷片（22）与第十压电陶瓷片（210）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第六压电陶瓷片（26）与第十四压电陶瓷片（214）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第二压电陶瓷片（22）与第六压电陶瓷片（26）同侧面180度布置，第十压电陶瓷片（210）与第十四压电陶瓷片（214）同侧面180度布置；激振元件（2）中第四压电陶瓷片（24）、第十二压电陶瓷片（212）、第八压电陶瓷片（28）、第十六压电陶瓷片（216）构成B2激振组，其中第四压电陶瓷片（24）与第十二压电陶瓷片（212）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第八压电陶瓷片（28）与第十六压电陶瓷片（216）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第四压电陶瓷片（24）与第八压电陶瓷片（28）同侧面180度布置，第十二压电陶瓷片（212）与第十六压电陶瓷片（216）同侧面180度布置，B1激振组与B2激振组成空间90度布置，B1激振组与B2激振组构成B激振组，A激振组与B激振组满足45度布置关系；
通过在激振元件（2）上施加超声频率内的交变电信号，激励被激圆盘（1）产生径向微幅的伸缩振动，利用振动耦合产生驱动行波，通过螺纹传动副实现输出轴（3）的旋转直线运动输出。
5.根据权利要求4中所述的贴片式盘形结构旋转直线超声电机，其特征在于激振元件（2）的激振方式为：A激振组中A1激振组施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号，A2激振组施加使其产生缩短或伸长变形的交变电信号，且A1激振组中第一压电陶瓷片（21）、第九压电陶瓷片（29）、第五压电陶瓷片（25）、第十三压电陶瓷片（213）变形同A2激振组第三压电陶瓷片（23）、第十一压电陶瓷片（211）、第七压电陶瓷片（27）、第十五压电陶瓷片（215）的变形具有相同相位，B激振组中B1激振组施加使其产生伸长或缩短变形的的交变电信号，B2激振组施加使其产生缩短或伸长变形的交变电信号，且B1激振组中第二压电陶瓷片（22）、第十压电陶瓷片（210）、第六压电陶瓷片（26）、第十四压电陶瓷片（214）的变形同B2激振组中第四压电陶瓷片（24）、第十二压电陶瓷片（212）、第八压电陶瓷片（28）、第十六压电陶瓷片（216）的变形具有相同相位；A激振组与B激振组施加的交变电信号的频率相同，且处于超声频段，电压幅值相同，相位差满足90度或270度的正交关系；当相位差分别为90度和270度时，A激振组与B激振组激发被激圆盘（1）产生的变形叠加耦合形成两个波长的驱动行波，通过螺纹传动副，实现输出轴（3）的正反两个方向的旋转直线运动输出。
6.一种贴片式盘形结构旋转直线超声电机，它由被激圆盘（1）、激振元件（2）和输出轴（3）组成；所述的被激圆盘（1）为内孔具有内螺纹的盘形结构弹性体，输出轴（3）采用带有外螺纹的圆轴结构，被激圆盘（1）与输出轴（3）之间通过螺纹连接传动，激振元件（2）为压电陶瓷片，通过胶粘或冷焊工艺实现与被激圆盘（1）的固结，并沿周向均布于被激圆盘（1）的表面；其特征在于：所述超声电机为一种三波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机，该三波长激振模式的贴片式盘形结构旋转直线超声电机中激振元件（2）为PZT4或PZT8型压电陶瓷片，共24片具体为第一压电陶瓷片（21）、第二压电陶瓷片（22）、第三压电陶瓷片（23）、第四压电陶瓷片（24）、第五压电陶瓷片（25）、第六压电陶瓷片（26）、第七压电陶瓷片（27）、第八压电陶瓷片（28）、第九压电陶瓷片（29）、第十压电陶瓷片（210）、第十一压电陶瓷片（211）、第十二压电陶瓷片（212）、第十三压电陶瓷片（213）、第十四压电陶瓷片（214）、第十五压电陶瓷片（215）、第十六压电陶瓷片（216）、第十七压电陶瓷片（217）、第十八压电陶瓷片（218）、第十九压电陶瓷片（219）、第二十压电陶瓷片（220）、第二十一压电陶瓷片（221）、第二十二压电陶瓷片（222）、第二十三压电陶瓷片（223）、第二十四压电陶瓷片（224），其中激振元件（2）中第一压电陶瓷片（21）、第十三压电陶瓷片（213）、第五压电陶瓷片（25）、第十七压电陶瓷片（217）、第九压电陶瓷片（29）、第二十一压电陶瓷片（221）构成A1激振组，其中第一压电陶瓷片（21）与第十三压电陶瓷片（213）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第五压电陶瓷片（25）与第十七压电陶瓷片（217）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第九压电陶瓷片（29）与第二十一压电陶瓷片（221）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置；第一压电陶瓷片（21）、第五压电陶瓷片（25）与第九压电陶瓷片（29）同侧面120度布置，第十三压电陶瓷片（213）、第十七压电陶瓷片（217）与第二十一压电陶瓷片（221）同侧面120度布置，激振元件（2）中第三压电陶瓷片（23）、第十五压电陶瓷片（215）、第七压电陶瓷片（27）、第十九压电陶瓷片（219）、第十一压电陶瓷片（211）、第二十三压电陶瓷片（223）构成A2激振组，其中第三压电陶瓷片（23）与第十五压电陶瓷片（215）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第七压电陶瓷片（27）与第十九压电陶瓷片（219）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第十一压电陶瓷片（211）与第二十三压电陶瓷片（223）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第三压电陶瓷片（23）、第七压电陶瓷片（27）与第十一压电陶瓷片（211）同侧面120度布置，第十五压电陶瓷片（215）、第十九压电陶瓷片（219）与第二十三压电陶瓷片（223）同侧面120度布置，A1激振组与A2激振组构成A激振组；激振元件（2）中第二压电陶瓷片（22）、第十四压电陶瓷片（214）、第六压电陶瓷片（26）、第十八压电陶瓷片（218）、第十压电陶瓷片（210）、第二十二压电陶瓷片（222）构成B1激振组，其中第二压电陶瓷片（22）与第十四压电陶瓷片（214）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第六压电陶瓷片（26）与第十八压电陶瓷片（218）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第十压电陶瓷片（210）与第二十二压电陶瓷片（222）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第二压电陶瓷片（22）、第六压电陶瓷片（26）与第十压电陶瓷片（210）同侧面120度布置，第十四压电陶瓷片（214）、第十八压电陶瓷片（218）与第二十二压电陶瓷片（222）同侧面120度布置；激振元件（2）中第四压电陶瓷片（24）、第十六压电陶瓷片（216）、第八压电陶瓷片（28）、第二十压电陶瓷片（220）、第十二压电陶瓷片（212）、第二十四压电陶瓷片（224）构成B2激振组，其中第四压电陶瓷片（24）与第十六压电陶瓷片（216）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第八压电陶瓷片（28）与第二十压电陶瓷片（220）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第十二压电陶瓷片（212）与第二十四压电陶瓷片（224）布置于被激圆盘（1）的双面对称位置，第四压电陶瓷片（24）、第八压电陶瓷片（28）与第十二压电陶瓷片（212）同侧面120度布置，第十六压电陶瓷片（216）、第二十压电陶瓷片（220）与第二十四压电陶瓷片（224）同侧面120度布置，B1激振组与B2激振组构成B激振组，A激振组与B激振组满足30度布置关系；
通过在激振元件（2）上施加超声频率内的交变电信号，激励被激圆盘（1）产生径向微幅的伸缩振动，利用振动耦合产生驱动行波，通过螺纹传动副实现输出轴（3）的旋转直线运动输出。
7.根据权利要求6中所述的贴片式盘形结构旋转直线超声电机，其特征在于：激振元件（2）的激振方式为：A激振组中A1激振组施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号，A2激振组施加使其产生缩短或伸长变形的交变电信号，且A1激振组中第一压电陶瓷片（21）、第十三压电陶瓷片（213）、第五压电陶瓷片（25）、第十七压电陶瓷片（217）、第九压电陶瓷片（29）、第二十一压电陶瓷片（221）变形同A2激振组中第三压电陶瓷片（23）、第十五压电陶瓷片（215）、第七压电陶瓷片（27）、第十九压电陶瓷片（219）、第十一压电陶瓷片（211）、第二十三压电陶瓷片（223）的变形具有相同相位；B激振组中B1激振组施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号，B2激振组施加使其产生缩短或伸长变形的交变电信号，且B1激振组中第二压电陶瓷片（22）、第十四压电陶瓷片（214）、第六压电陶瓷片（26）、第十八压电陶瓷片（218）、第十压电陶瓷片（210）、第二十二压电陶瓷片（222）的变形同B2激振组中第四压电陶瓷片（24）、第十六压电陶瓷片（216）、第八压电陶瓷片（28）、第二十压电陶瓷片（220）、第十二压电陶瓷片（212）、第二十四压电陶瓷片（224）的变形具有相同相位；A激振组与B激振组施加的交变电信号的频率相同，且处于超声频段，电压幅值相同，相位差满足90度或270度的正交关系；当相位差分别为90度和270度时，A激振组与B激振组激发被激圆盘（1）产生的变形叠加耦合形成三个波长的驱动行波，通过螺纹传动副，实现输出轴（3）的正反两个方向的旋转直线运动输出。
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