CN103929093A - 压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达及其激励方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达及其激励方法,以解决压电啮合马达输出力小、输出功率低等技术问题。本发明包括支撑架、压电驱动器、弹性盘、刚性盘、输出轴、键和预紧螺钉,支撑架为圆盘形结构,弹性盘具有微型内齿和外槽,压电驱动器为压电堆叠,内置于支撑架,通过预紧螺钉预紧于弹性盘外槽,刚性盘具有微型外齿和键槽,弹性盘与刚性盘通过微型小齿啮合传动,输出轴具有键槽,刚性盘与输出轴通过键传动。施加交变电信号于压电驱动器,激发弹性盘径向微幅伸缩振动,叠加耦合形成驱动行波,通过微型齿产生驱动力,实现输出轴旋转运动输出。本发明具有输出力大、输出功率高等优点,在航空航天等领域具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达及其激励方法,属于精密驱动与定位技术领域。
背景技术
传统压电马达(也可称为超声波马达)是一种利用压电元件的逆压电效应激发振子(或称定子)产生微幅高频振动,通过振子与动子间的摩擦耦合实现机械能输出,其驱动本质是一种利用摩擦驱动式的微特电机。由于该类马达在工作过程中,振子与动子间存在相对滑动摩擦现象,造成压电马达易磨损、使用寿命短、不适合长时间连续工作、输出功率小、效率低等实际问题。
为了解决传统压电马达由于采用摩擦驱动方式所导致的磨损严重、使用寿命短、输出功率小等问题,出现了一种利用微型齿啮合实现传动的压电啮合马达。中国专利《位移叠加式压电啮合马达》,授权公告号CN101051799B,授权公告日2011年6月1日,所公开的压电啮合马达主要是将压电陶瓷体镶嵌在内齿弹性轮外圆面周向,激发压电陶瓷体产生伸长变形,迫使弹性轮产生周向变形,通过内齿弹性轮与外齿刚性轮的微齿啮合,完成外齿刚性轮的旋转运动输出。该发明可以解决传统压电马达由于采用摩擦驱动所导致的磨损严重、使用寿命短等问题,但是在马达制造过程中,如何将压电陶瓷体可靠镶嵌于内齿弹性轮存在操作工艺上的困难,不便于马达的批量生产与制造;同时因为采用单一压电陶瓷体激发内齿弹性轮,使得内齿弹性轮受迫激发的周向有效变形较小,导致马达的输出力较小(一般不超过10 N)、输出功率较低(一般不超过20 mW),限制了压电啮合马达的应用与发展。
发明内容
为解决现有压电啮合马达存在输出力小、输出功率低等技术问题,本发明公开了一种压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达及其激励方法。
本发明所采用的技术方案是:所述的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达包括支撑架、压电驱动器、弹性盘、刚性盘、输出轴、键和预紧螺钉;所述的支撑架为圆盘结构,弹性盘为具有微型内齿和外槽的轮结构弹性体,压电驱动器为压电堆叠,压电驱动器内置于支撑架中,并通过预紧螺钉加压预紧于弹性盘的外槽中,刚性盘为具有微型外齿和键槽的轮结构刚性体,弹性盘与刚性盘之间通过微型齿啮合传动,输出轴为具有键槽的圆轴结构,刚性盘与输出轴之间通过键传动。通过在压电驱动器上施加交变电信号,激发弹性盘的径向微幅伸缩振动,叠加耦合形成驱动行波,通过微型齿啮合传动产生驱动力,实现输出轴的旋转运动输出。
本发明提出的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达具有输出力大、输出功率高等优点,其输出力可达20 N以上,并可获得50 mW以上的输出功率,在航空航天、军工技术等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压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达的剖视图;
图2所示为本发明提出的一种单波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达支撑架的示意图;
图3所示为本发明提出的一种单波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达支撑架的A—A向剖视图;
图4所示为本发明提出的一种单波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达弹性盘的示意图;
图5所示为本发明提出的一种单波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达弹性盘的B—B向剖视图;
图6所示为本发明压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达刚性盘的示意图;
图7所示为本发明压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达输出轴的示意图;
图8所示为本发明提出的一种单波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达弹性盘的变形示意图;
图9所示为本发明提出的一种两波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达的剖视图;
图10所示为本发明提出的一种两波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达支撑架的示意图;
图11所示为本发明提出的一种两波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达弹性盘的示意图;
图12所示为本发明提出的一种两波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达弹性盘的变形示意图;
图13所示为本发明提出的一种三波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达的剖视图;
图14所示为本发明提出的一种三波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达支撑架的示意图;
图15所示为本发明提出的一种三波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达弹性盘的示意图;
图16所示为本发明提出的一种三波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达弹性盘的变形示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1、图2、图4、图6、图7和图8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压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达及其激励方法的实施方案,该单波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达主要由支撑架1、压电驱动器2、弹性盘3、刚性盘4、输出轴5、键6和预紧螺钉7组成。
所述的支撑架1为圆盘形结构,其外圆面上均布4个用于与预紧螺钉7配合的平面,具体为第一平面1-1、第二平面1-2、第三平面1-3和第四平面1-4;压电驱动器2为4个哈尔滨芯明天科技有限公司的型号为VS12系列的平头式柱形封装压电堆叠,具体为第一压电堆叠2-1、第二压电堆叠2-2、第三压电堆叠2-3和第四压电堆叠2-4;弹性盘3为具有微型内齿和外槽的轮结构弹性体,4个外槽用于与压电驱动器2配合连接,具体为第一外槽3-1、第二外槽3-2、第三外槽3-3和第四外槽3-4;刚性盘4为具有微型外齿和键槽4-1的轮结构刚性体,弹性盘3与刚性盘4之间通过微型齿啮合传动,输出轴5为具有键槽5-1的圆轴结构,刚性盘4与输出轴5之间通过键6传动;所述的第一平面1-1与预紧螺钉7配合预紧第一压电堆叠2-1作用于弹性盘3的第一外槽3-1上,第二平面1-2与预紧螺钉7配合预紧第二压电堆叠2-2作用于弹性盘3的第二外槽3-2上,第三平面1-3与预紧螺钉7配合预紧第三压电堆叠2-3作用于弹性盘3的第三外槽3-3上,第四平面1-4与预紧螺钉7配合预紧第四压电堆叠2-4作用于弹性盘3的第四外槽3-4上。
所述的第一压电堆叠2-1与第三压电堆叠2-3对称布置,第一压电堆叠2-1构成激振组A1,第三压电堆叠2-3构成激振组A2,激振组A1与激振组A2构成激振组A;第二压电堆叠2-2与第四压电堆叠2-4对称布置,第二压电堆叠2-2构成激振组B1,第四压电堆叠2-4构成激振组B2,激振组B1与激振组B2构成激振组B;激振组A与激振组B满足空间正交布置关系。
本实施方式的激励方法:参照图1与图8进行说明。所述的激振组A中激振组A1施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号,激振组A2施加同时使其产生相应缩短或伸长变形的交变电信号;激振组B中激振组B1施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号,激振组B2施加同时使其产生相应缩短或伸长变形的交变电信号;激振组A与激振组B通电交变电信号的频率相同,幅值相等,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,激振组A与激振组B激发弹性盘3产生的径向微幅伸缩振动变形,叠加耦合形成驱动行波,通过微型齿啮合传动产生驱动力,实现输出轴5的旋转运动输出。
具体实施方式二:结合图9、图10、图11和图12说明本实施方式。本实施方式提供了一种两波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达及其激励方法的实施方案,其组成部分和连接关系与具体实施方式一相同,区别在于压电驱动器2对弹性盘3的激励模式不同。
所述的支撑架1为圆盘形结构,其外圆面上均布8个用于与预紧螺钉7配合的平面,具体为第一平面1-1、第二平面1-2、第三平面1-3、第四平面1-4、第五平面1-5、第六平面1-6、第七平面1-7和第八平面1-8;所述的压电驱动器2为12个哈尔滨芯明天科技有限公司的型号为VS12系列的平头式柱形封装压电堆叠,具体为第一压电堆叠2-1、第二压电堆叠2-2、第三压电堆叠2-3、第四压电堆叠2-4、第五压电堆叠2-5、第六压电堆叠2-6、第七压电堆叠2-7和第八压电堆叠2-8;弹性盘3为具有微型内齿和外槽的轮结构弹性体,8个外槽用于与压电驱动器2配合连接,具体为第一外槽3-1、第二外槽3-2、第三外槽3-3、第四外槽3-4、第五外槽3-5、第六外槽3-6、第七外槽3-7和第八外槽3-8;刚性盘4为具有微型外齿和键槽4-1的轮结构刚性体,弹性盘3与刚性盘4之间通过微型齿啮合传动,输出轴5为具有键槽5-1的圆轴结构,刚性盘4与输出轴5之间通过键6传动;所述的第一平面1-1与预紧螺钉7配合预紧第一压电堆叠2-1作用于弹性盘3的第一外槽3-1上,第二平面1-2与预紧螺钉7配合预紧第二压电堆叠2-2作用于弹性盘3的第二外槽3-2上,第三平面1-3与预紧螺钉7配合预紧第三压电堆叠2-3作用于弹性盘3的第三外槽3-3上,第四平面1-4与预紧螺钉7配合预紧第四压电堆叠2-4作用于弹性盘3的第四外槽3-4上,第五平面1-5与预紧螺钉7配合预紧第五压电堆叠2-5作用于弹性盘3的第五外槽3-5上,第六平面1-6与预紧螺钉7配合预紧第六压电堆叠2-6作用于弹性盘3的第六外槽3-6上,第七平面1-7与预紧螺钉7配合预紧第七压电堆叠2-7作用于弹性盘3的第七外槽3-7上,第八平面1-8与预紧螺钉7配合预紧第八压电堆叠2-8作用于弹性盘3的第八外槽3-8上。
压电驱动器2中的第一压电堆叠2-1和第五压电堆叠2-5对称布置,第二压电堆叠2-2和第六压电堆叠2-6对称布置,第三压电堆叠2-3和第七压电堆叠2-7对称布置,第四压电堆叠2-4和第八压电堆叠2-8对称布置;第一压电堆叠2-1与第二压电堆叠2-2空间45度布置,第二压电堆叠2-2与第三压电堆叠2-3空间45度布置,第三压电堆叠2-3与第四压电堆叠2-4空间45度布置。
压电驱动器2中的第一压电堆叠2-1和第五压电堆叠2-5构成激振组A1,第三压电堆叠2-3和第七压电堆叠2-7构成激振组A2,激振组A1和激振组A2构成激振组A;第二压电堆叠2-2和第六压电堆叠2-6构成激振组B1,第四压电堆叠2-4和第八压电堆叠2-8构成激振组B2,激振组B1和激振组B2构成激振组B;激振组A与激振组B满足空间45度布置关系。
本实施方式的激励方法:参照图7和图10进行说明。激振组A中激振组A1施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号,激振组A2施加同时使其产生相应缩短或伸长变形的交变电信号;激振组B中激振组B1施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号,激振组B2施加同时使其产生相应缩短或伸长变形的交变电信号;激振组A与激振组B通电交变电信号的频率相同,幅值相等,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,激振组A与激振组B激发弹性盘3产生的径向微幅伸缩振动变形,叠加耦合形成驱动行波,通过微型齿啮合传动产生驱动力,实现输出轴5的旋转运动输出。
具体实施方式三:结合图13、图14、图15和图16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压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达及其激励方法的实施方案,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,区别在于压电驱动器2对弹性盘3的激励模式不同。
所述的支撑架1为圆盘形结构,其外圆面上均布12个用于与预紧螺钉7配合的平面,具体为第一平面1-1、第二平面1-2、第三平面1-3、第四平面1-4、第五平面1-5、第六平面1-6、第七平面1-7、第八平面1-8、第九平面1-9、第十平面1-10、第十一平面1-11和第十二平面1-12;所述的压电驱动器2为12个哈尔滨芯明天科技有限公司的型号为VS12系列的平头式柱形封装压电堆叠,具体为第一压电堆叠2-1、第二压电堆叠2-2、第三压电堆叠2-3、第四压电堆叠2-4、第五压电堆叠2-5、第六压电堆叠2-6、第七压电堆叠2-7、第八压电堆叠2-8、第九压电堆叠2-9、第十压电堆叠2-10、第十一压电堆叠2-11和第十二压电堆叠2-12;弹性盘3为具有微型内齿和外槽的轮结构弹性体,12个外槽用于与压电驱动器2配合连接,具体为第一外槽3-1、第二外槽3-2、第三外槽3-3、第四外槽3-4、第五外槽3-5、第六外槽3-6、第七外槽3-7、第八外槽3-8、第九外槽3-9、第十外槽3-10、第十一外槽3-11和第十二外槽3-12;刚性盘4为具有微型外齿和键槽4-1的轮结构刚性体,弹性盘3与刚性盘4之间通过微型齿啮合传动,输出轴5为具有键槽5-1的圆轴结构,刚性盘4与输出轴5之间通过键6传动;所述的第一平面1-1与预紧螺钉7配合预紧第一压电堆叠2-1作用于弹性盘3的第一外槽3-1上,第二平面1-2与预紧螺钉7配合预紧第二压电堆叠2-2作用于弹性盘3的第二外槽3-2上,第三平面1-3与预紧螺钉7配合预紧第三压电堆叠2-3作用于弹性盘3的第三外槽3-3上,第四平面1-4与预紧螺钉7配合预紧第四压电堆叠2-4作用于弹性盘3的第四外槽3-4上,第五平面1-5与预紧螺钉7配合预紧第五压电堆叠2-5作用于弹性盘3的第五外槽3-5上,第六平面1-6与预紧螺钉7配合预紧第六压电堆叠2-6作用于弹性盘3的第六外槽3-6上,第七平面1-7与预紧螺钉7配合预紧第七压电堆叠2-7作用于弹性盘3的第七外槽3-7上,第八平面1-8与预紧螺钉7配合预紧第八压电堆叠2-8作用于弹性盘3的第八外槽3-8上,第九平面1-9与预紧螺钉7配合预紧第九压电堆叠2-9作用于弹性盘3的第九外槽3-9上,第十平面1-10与预紧螺钉7配合预紧第十压电堆叠2-10作用于弹性盘3的第十外槽3-10上,第十一平面1-11与预紧螺钉7配合预紧第十一压电堆叠2-11作用于弹性盘3的第十一外槽3-11上,第十二平面1-12与预紧螺钉7配合预紧第十二压电堆叠2-12作用于弹性盘3的第十二外槽3-12上。
压电驱动器2中的第一压电堆叠2-1和第七压电堆叠2-7对称布置,第二压电堆叠2-2和第八压电堆叠2-8对称布置,第三压电堆叠2-3和第九压电堆叠2-9对称布置,第四压电堆叠2-4和第十压电堆叠2-10对称布置,第五压电堆叠2-5和第十一压电堆叠2-11对称布置,第六压电堆叠2-6和第十二压电堆叠2-12对称布置;第一压电堆叠2-1与第二压电堆叠2-2空间30度布置,第二压电堆叠2-2与第三压电堆叠2-3空间30度布置,第三压电堆叠2-3与第四压电堆叠2-4空间30度布置,第四压电堆叠2-4与第五压电堆叠2-5空间30度布置,第五压电堆叠2-5与第六压电堆叠2-6空间30度布置。
压电驱动器2中的第一压电堆叠2-1、第五压电堆叠2-5和第九压电堆叠2-9构成激振组A1,第三压电堆叠2-3、第七压电堆叠2-7和第十一压电堆叠2-11构成激振组A2,激振组A1和激振组A2构成激振组A;第二压电堆叠2-2、第六压电堆叠2-6和第十压电堆叠2-10构成激振组B1,第四压电堆叠2-4、第八压电堆叠2-8和第十二压电堆叠2-12构成激振组B2,激振组B1和激振组B2构成激振组B;激振组A与激振组B满足空间30度布置关系。
本实施方式的激励方法:参照图10和图14进行说明。激振组A中激振组A1施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号,激振组A2施加同时使其产生相应缩短或伸长变形的交变电信号;激振组B中激振组B1施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号,激振组B2施加同时使其产生相应缩短或伸长变形的交变电信号;激振组A与激振组B通电交变电信号的频率相同,幅值相等,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,激振组A与激振组B激发弹性盘3产生的径向微幅伸缩振动变形,叠加耦合形成驱动行波,通过微型齿啮合传动产生驱动力,实现输出轴5的旋转运动输出。
Claims (9)
1.一种压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达,由支撑架(1)、压电驱动器(2)、弹性盘(3)、刚性盘(4)、输出轴(5)、键(6)和预紧螺钉(7)组成;其特征在于:所述的支撑架(1)为圆盘形结构,弹性盘(3)为具有微型内齿和外槽的轮结构弹性体,压电驱动器(2)为4n个压电堆叠,n为整数,压电驱动器(2)内置于支撑架(1)中,并通过预紧螺钉(7)加压预紧于弹性盘(3)的外槽,刚性盘(4)为具有微型外齿和键槽(4-1)的轮结构刚性体,弹性盘(3)与刚性盘(4)之间通过微型小齿啮合传动,输出轴(5)为具有键槽(5-1)的圆轴结构,刚性盘(4)与输出轴(5)之间通过键(6)传动。
2.根据权利要求1所述的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达,其特征在于:为一种单波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达,其中压电驱动器(2)为4个压电堆叠,具体为第一压电堆叠(2-1)、第二压电堆叠(2-2)、第三压电堆叠(2-3)和第四压电堆叠(2-4);均布于支撑架(1)外圆面上的4个平面用于与预紧螺钉(7)配合,具体为第一平面(1-1)、第二平面(1-2)、第三平面(1-3)和第四平面(1-4);均布于弹性盘(3)外圆面上的4个外槽用于与压电驱动器(2)配合,具体为第一外槽(3-1)、第二外槽(3-2)、第三外槽(3-3)和第四外槽(3-4);所述的第一平面(1-1)与预紧螺钉(7)配合预紧第一压电堆叠(2-1)作用于弹性盘(3)的第一外槽(3-1)上,第二平面(1-2)与预紧螺钉(7)配合预紧第二压电堆叠(2-2)作用于弹性盘(3)的第二外槽(3-2)上,第三平面(1-3)与预紧螺钉(7)配合预紧第三压电堆叠(2-3)作用于弹性盘(3)的第三外槽(3-3)上,第四平面(1-4)与预紧螺钉(7)配合预紧第四压电堆叠(2-4)作用于弹性盘(3)的第四外槽(3-4)上。
3.根据权利要求2所述的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达,其特征在于:所述的第一压电堆叠(2-1)与第三压电堆叠(2-3)对称布置,第一压电堆叠(2-1)构成激振组A1,第三压电堆叠(2-3)构成激振组A2,激振组A1与激振组A2构成激振组A;第二压电堆叠(2-2)与第四压电堆叠(2-4)对称布置,第二压电堆叠(2-2)构成激振组B1,第四压电堆叠(2-4)构成激振组B2,激振组B1与激振组B2构成激振组B;激振组A与激振组B满足空间正交布置关系。
4.根据权利要求1所述的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达,其特征在于:为一种两波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达,其中压电驱动器(2)为8个压电堆叠,具体为第一压电堆叠(2-1)、第二压电堆叠(2-2)、第三压电堆叠(2-3)、第四压电堆叠(2-4)、第五压电堆叠(2-5)、第六压电堆叠(2-6)、第七压电堆叠(2-7)和第八压电堆叠(2-8);均布于支撑架(1)外圆面上的8个平面用于与预紧螺钉(7)配合,具体为第一平面(1-1)、第二平面(1-2)、第三平面(1-3)、第四平面(1-4)、第五平面(1-5)、第六平面(1-6)、第七平面(1-7)和第八平面(1-8);均布于弹性盘(3)外圆面上的8个外槽用于与压电驱动器(2)配合,具体为第一外槽(3-1)、第二外槽(3-2)、第三外槽(3-3)、第四外槽(3-4)、第五外槽(3-5)、第六外槽(3-6)、第七外槽(3-7)和第八外槽(3-8);所述的第一平面(1-1)与预紧螺钉(7)配合预紧第一压电堆叠(2-1)作用于弹性盘(3)的第一外槽(3-1)上,第二平面(1-2)与预紧螺钉(7)配合预紧第二压电堆叠(2-2)作用于弹性盘(3)的第二外槽(3-2)上,第三平面(1-3)与预紧螺钉(7)配合预紧第三压电堆叠(2-3)作用于弹性盘(3)的第三外槽(3-3)上,第四平面(1-4)与预紧螺钉(7)配合预紧第四压电堆叠(2-4)作用于弹性盘(3)的第四外槽(3-4)上,第五平面(1-5)与预紧螺钉(7)配合预紧第五压电堆叠(2-5)作用于弹性盘(3)的第五外槽(3-5)上,第六平面(1-6)与预紧螺钉(7)配合预紧第六压电堆叠(2-6)作用于弹性盘(3)的第六外槽(3-6)上,第七平面(1-7)与预紧螺钉(7)配合预紧第七压电堆叠(2-7)作用于弹性盘(3)的第七外槽(3-7)上,第八平面(1-8)与预紧螺钉(7)配合预紧第八压电堆叠(2-8)作用于弹性盘(3)的第八外槽(3-8)上。
5.根据权利要求4所述的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达,其特征在于:所述的第一压电堆叠(2-1)和第五压电堆叠(2-5)对称布置,第二压电堆叠(2-2)和第六压电堆叠(2-6)对称布置,第三压电堆叠(2-3)和第七压电堆叠(2-7)对称布置,第四压电堆叠(2-4)和第八压电堆叠(2-8)对称布置;第一压电堆叠(2-1)与第二压电堆叠(2-2)空间45度布置,第二压电堆叠(2-2)与第三压电堆叠(2-3)空间45度布置,第三压电堆叠(2-3)与第四压电堆叠(2-4)空间45度布置;其中第一压电堆叠(2-1)和第五压电堆叠(2-5)构成激振组A1,第三压电堆叠(2-3)和第七压电堆叠(2-7)构成激振组A2,激振组A1和激振组A2构成激振组A;第二压电堆叠(2-2)和第六压电堆叠(2-6)构成激振组B1,第四压电堆叠(2-4)和第八压电堆叠(2-8)构成激振组B2,激振组B1和激振组B2构成激振组B;激振组A与激振组B满足空间45度布置关系。
6.根据权利要求1所述的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达,其特征在于:为一种三波长激振模式的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达,其中压电驱动器(2)为12个压电堆叠,具体为第一压电堆叠(2-1)、第二压电堆叠(2-2)、第三压电堆叠(2-3)、第四压电堆叠(2-4)、第五压电堆叠(2-5)、第六压电堆叠(2-6)、第七压电堆叠(2-7)、第八压电堆叠(2-8)、第九压电堆叠(2-9)、第十压电堆叠(2-10)、第十一压电堆叠(2-11)和第十二压电堆叠(2-12);均布于支撑架(1)外圆面上的12个平面用于与预紧螺钉(7)配合,具体为第一平面(1-1)、第二平面(1-2)、第三平面(1-3)、第四平面(1-4)、第五平面(1-5)、第六平面(1-6)、第七平面(1-7)、第八平面(1-8)、第九平面(1-9)、第十平面(1-10)、第十一平面(1-11)和第十二平面(1-12);均布于弹性盘(3)外圆面上的12个外槽用于与压电驱动器(2)配合,具体为第一外槽(3-1)、第二外槽(3-2)、第三外槽(3-3)、第四外槽(3-4)、第五外槽(3-5)、第六外槽(3-6)、第七外槽(3-7)、第八外槽(3-8)、第九外槽(3-9)、第十外槽(3-10)、第十一外槽(3-11)和第十二外槽(3-12);所述的第一平面(1-1)与预紧螺钉(7)配合预紧第一压电堆叠(2-1)作用于弹性盘(3)的第一外槽(3-1)上,第二平面(1-2)与预紧螺钉(7)配合预紧第二压电堆叠(2-2)作用于弹性盘(3)的第二外槽(3-2)上,第三平面(1-3)与预紧螺钉(7)配合预紧第三压电堆叠(2-3)作用于弹性盘(3)的第三外槽(3-3)上,第四平面(1-4)与预紧螺钉(7)配合预紧第四压电堆叠(2-4)作用于弹性盘(3)的第四外槽(3-4)上,第五平面(1-5)与预紧螺钉(7)配合预紧第五压电堆叠(2-5)作用于弹性盘(3)的第五外槽(3-5)上,第六平面(1-6)与预紧螺钉(7)配合预紧第六压电堆叠(2-6)作用于弹性盘(3)的第六外槽(3-6)上,第七平面(1-7)与预紧螺钉(7)配合预紧第七压电堆叠(2-7)作用于弹性盘(3)的第七外槽(3-7)上,第八平面(1-8)与预紧螺钉(7)配合预紧第八压电堆叠(2-8)作用于弹性盘(3)的第八外槽(3-8)上,第九平面(1-9)与预紧螺钉(7)配合预紧第九压电堆叠(2-9)作用于弹性盘(3)的第九外槽(3-9)上,第十平面(1-10)与预紧螺钉(7)配合预紧第十压电堆叠(2-10)作用于弹性盘(3)的第十外槽(3-10)上,第十一平面(1-11)与预紧螺钉(7)配合预紧第十一压电堆叠(2-11)作用于弹性盘(3)的第十一外槽(3-11)上,第十二平面(1-12)与预紧螺钉(7)配合预紧第十二压电堆叠(2-12)作用于弹性盘(3)的第十二外槽(3-12)上。
7.根据权利要求6所述的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达,其特征在于:所述的第一压电堆叠(2-1)和第七压电堆叠(2-7)对称布置,第二压电堆叠(2-2)和第八压电堆叠(2-8)对称布置,第三压电堆叠(2-3)和第九压电堆叠(2-9)对称布置,第四压电堆叠(2-4)和第十压电堆叠(2-10)对称布置,第五压电堆叠(2-5)和第十一压电堆叠(2-11)对称布置,第六压电堆叠(2-6)和第十二压电堆叠(2-12)对称布置;第一压电堆叠(2-1)与第二压电堆叠(2-2)空间30度布置,第二压电堆叠(2-2)与第三压电堆叠(2-3)空间30度布置,第三压电堆叠(2-3)与第四压电堆叠(2-4)空间30度布置,第四压电堆叠(2-4)与第五压电堆叠(2-5)空间30度布置,第五压电堆叠(2-5)与第六压电堆叠(2-6)空间30度布置;其中第一压电堆叠(2-1)、第五压电堆叠(2-5)和第九压电堆叠(2-9)构成激振组A1,第三压电堆叠(2-3)、第七压电堆叠(2-7)和第十一压电堆叠(2-11)构成激振组A2,激振组A1和激振组A2构成激振组A;第二压电堆叠(2-2)、第六压电堆叠(2-6)和第十压电堆叠(2-10)构成激振组B1,第四压电堆叠(2-4)、第八压电堆叠(2-8)和第十二压电堆叠(2-12)构成激振组B2,激振组B1和激振组B2构成激振组B;激振组A与激振组B满足空间30度布置关系。
8.一种压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达的激励方法,其特征在于:激振组A中激振组A1施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号,激振组A2施加同时使其产生相应缩短或伸长变形的交变电信号;激振组B中激振组B1施加使其产生伸长或缩短变形的交变电信号,激振组B2施加同时使其产生相应缩短或伸长变形的交变电信号;激振组A与激振组B通电交变电信号的频率相同,幅值相等,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,激振组A与激振组B激发弹性盘(3)产生的径向微幅伸缩振动变形,叠加耦合形成驱动行波,通过微型齿啮合传动产生驱动力,实现输出轴(5)的旋转运动输出。
9.根据权利要求8所述的压电驱动器径向致振的盘式压电啮合马达的激励方法,其特征在于:其激励交变电信号的波形为正弦波、方波或锯齿波。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106160566A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-11-23 | 南京航空航天大学 | 一种基于压电叠堆驱动方式的行波型超声电机 |
CN107800327A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-03-13 | 天津大学 | 一种开环可控高精度旋转压电驱动装置及其制作方法 |
CN112713803A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-04-27 | 南京航空航天大学 | 一种宏微结合压电驱动旋转作动器及其工作方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2525728Y (zh) * | 2002-03-04 | 2002-12-11 | 辛洪兵 | 压电谐波电机 |
CN1445052A (zh) * | 2003-04-14 | 2003-10-01 | 浙江大学 | 具有抑振功能的超精密微动工作平台 |
US20070085448A1 (en) * | 2005-10-18 | 2007-04-19 | Pentax Corporation | Ultrasonic motor |
CN101051799A (zh) * | 2007-02-16 | 2007-10-10 | 哈尔滨工业大学 | 位移叠加式压电啮合马达及其激励方法 |
CN101300730A (zh) * | 2005-10-28 | 2008-11-05 | 新阶科技股份有限公司 | 包含超声波导螺杆马达的机构 |
JP2012175783A (ja) * | 2011-02-21 | 2012-09-10 | Nikon Corp | 圧電アクチュエータ、レンズ鏡筒及びカメラ |
-
2014
- 2014-04-24 CN CN201410166961.XA patent/CN103929093A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2525728Y (zh) * | 2002-03-04 | 2002-12-11 | 辛洪兵 | 压电谐波电机 |
CN1445052A (zh) * | 2003-04-14 | 2003-10-01 | 浙江大学 | 具有抑振功能的超精密微动工作平台 |
US20070085448A1 (en) * | 2005-10-18 | 2007-04-19 | Pentax Corporation | Ultrasonic motor |
CN101300730A (zh) * | 2005-10-28 | 2008-11-05 | 新阶科技股份有限公司 | 包含超声波导螺杆马达的机构 |
CN101051799A (zh) * | 2007-02-16 | 2007-10-10 | 哈尔滨工业大学 | 位移叠加式压电啮合马达及其激励方法 |
JP2012175783A (ja) * | 2011-02-21 | 2012-09-10 | Nikon Corp | 圧電アクチュエータ、レンズ鏡筒及びカメラ |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
辛洪兵 郑伟智: "压电谐波电机的研究", 《压电与声光》 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106160566A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-11-23 | 南京航空航天大学 | 一种基于压电叠堆驱动方式的行波型超声电机 |
CN106160566B (zh) * | 2016-07-11 | 2019-01-29 | 南京航空航天大学 | 一种基于压电叠堆驱动方式的行波型超声电机 |
CN107800327A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-03-13 | 天津大学 | 一种开环可控高精度旋转压电驱动装置及其制作方法 |
CN112713803A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-04-27 | 南京航空航天大学 | 一种宏微结合压电驱动旋转作动器及其工作方法 |
CN112713803B (zh) * | 2020-12-11 | 2021-11-05 | 南京航空航天大学 | 一种宏微结合压电驱动旋转作动器及其工作方法 |
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