CN116494277A - 一种旋转驱动机构、机械夹爪及其激励方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于机械手技术领域，公开了一种旋转驱动机构、机械夹爪及其激励方法，所述旋转驱动机构包括上转动体、下转动体以及超声电机；超声电机包括第一弹性体和分别设置在第一弹性体左右两侧的两个压电陶瓷驱动组件和两个第二弹性体；第一弹性体的上下两侧分别设置有一个驱动足，两个驱动足分别与上转动体和下转动体接触；压电陶瓷驱动组件用于输入周期波电信号以激发超声电机的两项工作模态，两项工作模态耦合，使两个驱动足在竖直平面内作同步同向的李萨如椭圆运动，从而通过摩擦力驱动上转动体和下转动体同步反向转动；从而能够简化传动结构、减小传动结构占用空间并提高工作效率。

Description

一种旋转驱动机构、机械夹爪及其激励方法

技术领域

本申请涉及机械手技术领域，具体而言，涉及一种旋转驱动机构、机械夹爪及其激励方法。

背景技术

目前，常见的基于电机的机械驱动、传动方式是通过在电磁电机输出轴上安装齿轮、链轮或联轴器等零部件，将电磁电机的扭矩传递到另一个轴上，以满足使用要求。对于二指机械夹爪，需要两个夹指同步反向摆动以实现夹、放动作，常用的传动方式是用电磁电机配合齿轮系或链轮系实现两个夹指的同步反向摆动，导致传动结构过于复杂、占用空间大且机械效率低。

超声电机是一种微特电机（微型特种电机），其利用压电元件的逆压电效应激发弹性体的高频振动（>20kHz，超出人耳听觉范围，所以称之为超声电机），然后通过摩擦耦合的作用将弹性体的高频振动转化成宏观的旋转或者直线运动。与电磁电机相比，超声电机具有以下特点：断电自锁、直接驱动（无减速器、齿轮、同步带、连杆等）、推重比大（推力、扭矩/电机重量）、响应迅速（启动、制动时间毫秒级）、惯性小、定位精度高、抗电磁干扰、噪音小、环境适应性好、结构形式多变且易于小型化等。因此，若能够把超声电机作为机械夹爪的动力源，可以简化传动结构、减小传动结构占用空间并提高工作效率。

发明内容

本申请的目的在于提供一种旋转驱动机构、机械夹爪及其激励方法，能够简化传动结构、减小传动结构占用空间并提高工作效率。

第一方面，本申请提供了一种旋转驱动机构，包括同轴且上下间隔设置的上转动体和下转动体，以及至少一个设置在所述上转动体和所述下转动体之间的超声电机；

所述超声电机包括第一弹性体、两个压电陶瓷驱动组件和两个第二弹性体，两个所述压电陶瓷驱动组件分别设置在所述第一弹性体的左右两侧并与所述第一弹性体的左右两侧贴合，两个所述第二弹性体分别设置在两个所述压电陶瓷驱动组件远离所述第一弹性体的一侧并与对应的所述压电陶瓷驱动组件远离所述第一弹性体的一侧贴合；

所述第一弹性体的上下两侧分别设置有一个驱动足，两个所述驱动足分别与所述上转动体和所述下转动体接触；所述压电陶瓷驱动组件用于输入周期波电信号以激发所述超声电机的两项工作模态，所述两项工作模态耦合，使两个所述驱动足在竖直平面内作同步同向的李萨如椭圆运动，从而通过摩擦力驱动所述上转动体和所述下转动体同步反向转动。

使用时，可用该旋转驱动机构的上转动体和下转动体分别与机械夹爪的两个夹指连接，从而直接驱动两个夹指做同步反向摆动，实现两个夹指的开合，进而无需额外设置传动机构，能够简化传动结构、减小传动结构占用空间并提高机械效率。

优选地，所述压电陶瓷驱动组件包括至少一个压电陶瓷片对，每个所述压电陶瓷片对包括两块同极相对设置的压电陶瓷片。

通过向压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片输入周期波电信号，利用逆压电效应可产生振动从而激发超声电机的两项工作模态。

优选地，每个所述压电陶瓷片对的两块所述压电陶瓷片之间设置有第一电极片，所述第一电极片与对应的两块所述压电陶瓷片贴合。

优选地，所述压电陶瓷驱动组件包括多个所述压电陶瓷片对；

同一所述压电陶瓷驱动组件内的所有所述压电陶瓷片对的两块所述压电陶瓷片相对的电极的极性相同；任意相邻的两个所述压电陶瓷片对之间均设置有第二电极片，所述第二电极片与相邻的两个所述压电陶瓷片对贴合。

优选地，所有所述压电陶瓷片对的两块所述压电陶瓷片相对的电极的极性相同。

优选地，每个所述压电陶瓷驱动组件中，其中一个所述第一电极片或其中一个所述第二电极片位于所述两项工作模态的节点处，位于所述两项工作模态的节点处的所述第一电极片或所述第二电极片上设置有固定部，所述固定部用于与外部设备连接以固定所述超声电机。

通过在两项工作模态的节点处设置固定部，以固定超声电机，由于节点的位置在工作模态下是不变的，有利于减小连接处的振动而避免连接处松动，从而提高连接可靠性。

优选地，所述第一弹性体为长方体状，所述第二弹性体为长方体状，所述压电陶瓷片为矩形；所述第一弹性体的中部开设有沿前后方向贯通所述第一弹性体的通孔，两个所述驱动足分别设置在所述通孔的正上方和正下方。

优选地，所述上转动体包括同轴设置的上转盘和上转轴，所述下转动体包括同轴设置的下转盘和下转轴，所述上转盘和所述下转盘分别与两个所述驱动足接触，所述下转轴同轴地穿设在所述上转轴中且能够相对所述上转轴转动。

第二方面，本申请提供了一种机械夹爪，包括基架、前文所述的旋转驱动机构和两个夹指，所述旋转驱动机构设置在所述基架上，两个所述夹指分别与所述旋转驱动机构的所述上转动体和所述下转动体连接。

使用该旋转驱动机构直接驱动两个夹指摆动，无需额外设置传动机构，能够简化传动结构、减小传动结构占用空间并提高工作效率。

第三方面，本申请提供了一种机械夹爪激励方法，用于驱动前文所述的机械夹爪，包括步骤：

需要两个所述夹指闭合时，分别向两个压电陶瓷驱动组件输入波幅相同、频率均为预设频率且相位差为第一相位差的周期波电信号，以驱动两个所述夹指相互靠近摆动；所述第一相位差为+π/2和-π/2中的一个；

需要两个所述夹指张开时，分别向两个压电陶瓷驱动组件输入波幅相同、频率均为所述预设频率且相位差为第二相位差的周期波电信号，以驱动两个所述夹指相互远离摆动；所述第二相位差为+π/2和-π/2中的另一个。

有益效果：本申请提供的旋转驱动机构、机械夹爪及其激励方法，用该旋转驱动机构的上转动体和下转动体分别与机械夹爪的两个夹指连接，从而直接驱动两个夹指做同步反向摆动，实现两个夹指的开合，进而无需额外设置传动机构，能够简化传动结构、减小传动结构占用空间并提高工作效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的旋转驱动机构的结构示意图。

图2为超声电机的正视图。

图3为超声电机的***图。

图4为上转动体和下转动体的结构示意图。

图5为超声电机的第一共振模态图。

图6为超声电机的第二共振模态图。

图7为超声电机在耦合的两项共振模态下的上下两驱动足顺时针振动的椭圆轨迹图。

图8为与图7对应的超声电机工作原理图。

图9为超声电机在耦合的两项共振模态下的上下两驱动足逆时针振动的椭圆轨迹图。

图10为与图9对应的超声电机工作原理图。

图11为本申请实施例提供的机械夹爪的结构示意图。

标号说明：1、上转动体；101、上转盘；102、上转轴；2、下转动体；201、下转盘；202、下转轴；3、超声电机；4、第一弹性体；401、驱动足；402、通孔；5、压电陶瓷驱动组件；501、压电陶瓷片；502、第一电极片；503、第二电极片；504、固定部；6、第二弹性体；7、连接螺钉；90、基架；91、旋转驱动机构；92、夹指；921、指尖部。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了方便描述，本申请中关于前、后、左、右、上、下方向的描述是基于图3的放置方向作出的描述，并非对实际使用时的方向的限定，其中，上与图3中z轴正方向一致，下与图3中z轴负方向一致，左与图3中x轴正方向一致，右与图3中x轴负方向一致，前与图3中y轴正方向一致，后与图3中y轴负方向一致。

请参照图1-图4，本申请一些实施例中的一种旋转驱动机构91，包括同轴且上下间隔设置的上转动体1和下转动体2，以及至少一个设置在上转动体1和下转动体2之间的超声电机3；

超声电机3包括第一弹性体4、两个压电陶瓷驱动组件5和两个第二弹性体6，两个压电陶瓷驱动组件5分别设置在第一弹性体4的左右两侧并与第一弹性体4的左右两侧贴合，两个第二弹性体6分别设置在两个压电陶瓷驱动组件5远离第一弹性体4的一侧并与对应的压电陶瓷驱动组件5远离第一弹性体4的一侧贴合（如图2所示）；

第一弹性体4的上下两侧分别设置有一个驱动足401，两个驱动足401分别与上转动体1和下转动体2接触（如图1所示）；压电陶瓷驱动组件5用于输入周期波电信号以激发超声电机3的两项工作模态（工作模态为共振模态），两项工作模态耦合，使两个驱动足401在竖直平面（即左右上下方向所在的平面，也就是图3中的xz平面）内作同步同向的李萨如椭圆运动，从而通过摩擦力驱动上转动体1和下转动体2同步反向转动。

其中，上转动体1和下转动体2用于对外输出扭矩。使用时，可用该旋转驱动机构91的上转动体1和下转动体2分别与机械夹爪的两个夹指连接，从而直接驱动两个夹指做同步反向摆动，实现两个夹指的开合，进而无需额外设置传动机构，能够简化传动结构、减小传动结构占用空间并提高工作效率。

具体地，超声电机3在两项耦合的工作模态下，其两个驱动足401在竖直平面内作同步同向的李萨如椭圆运动（如图8、图10所示），上侧的驱动足401在李萨如椭圆运动的上半轨迹中会压紧上转动体1并带动上转动体1转动，上侧的驱动足401在李萨如椭圆运动的下半轨迹中会与上转动体1分离或者由于对上转动体1的压力较小而使摩擦力减小，从而无法通过摩擦力使上转动体1减速至零，更无法带动上转动体1反向转动，因此保持上转动体1朝单向转动；同理，下侧的驱动足401驱动下转动体2朝单向转动；由于两个驱动足401做同向的李萨如椭圆运动，因此可有效驱动上转动体1和下转动体2同步反向转动。

其中，超声电机3的数量可根据实际需要设置，可以设置一个或多个，通过增加超声电机3的数量可增加上转动体1和下转动体2输出的扭矩，增大输出功率。例如图1中，超声电机3设置有一个。

优选地，在两项耦合的工作模态下，驱动足401的运动轨迹在对应的上转动体1或下转动体2的接触面（如上转动体1的下表面、下转动体2的上表面）上的投影沿对应的上转动体1或下转动体2的切向延伸，从而驱动足401与上转动体1或下转动体2之间的摩擦力方向与对应上转动体1或下转动体2的线速度方向相同，减小驱动足401的动能转化为热能（摩擦生热）的比例，从而减小能量损耗，提高机械效率。

具体地，见图3，压电陶瓷驱动组件5包括至少一个压电陶瓷片对，每个压电陶瓷片对包括两块同极相对（正极相对或负极相对）设置的压电陶瓷片501。通过向压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501输入周期波电信号，利用逆压电效应可产生振动从而同时激发出超声电机的两项工作模态。

在一些实施方式中，见图3，每个压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501之间设置有第一电极片502，第一电极片502与对应的两块压电陶瓷片501贴合。从而，同一压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501相对的电极可以通过同一个第一电极片502与外部的周期波电信号源电连接，无需各自单独通过电线与外部的周期波电信号源电连接，简化电路连接结构。

其中，压电陶瓷驱动组件5包含的压电陶瓷片对的数量可以为一个或多个，具体根据实际需要设置。

当压电陶瓷驱动组件5仅包含一个压电陶瓷片对，则该压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501分别与第一弹性体4和第二弹性体6贴合。

优选地，见图3，当压电陶瓷驱动组件5包括多个压电陶瓷片对时，同一压电陶瓷驱动组件5内的所有压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501相对的电极的极性相同（即，同一压电陶瓷驱动组件5内的所有压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501均是正极相对设置，或均是负极相对设置）；任意相邻的两个压电陶瓷片对之间均设置有第二电极片503，第二电极片503与相邻的两个压电陶瓷片对贴合。从而，在同一个压电陶瓷驱动组件5内，所有第二电极片503均与两块压电陶瓷片501的同种电极贴合，该两块压电陶瓷片501通过同一个第二电极片503与外部的周期波电信号源电连接，无需各自单独通过电线与外部的周期波电信号源电连接，进一步简化电路连接结构。

实际上，当压电陶瓷驱动组件5包括多个压电陶瓷片对时只需要保证这些压电陶瓷片对保持同步振动即可，因此，即使同一压电陶瓷驱动组件5内各压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501相对的电极的极性不相同时，通过调节各压电陶瓷片对输入的周期波电信号的相位（相对的电极的极性不相同的压电陶瓷片对输入的周期波电信号互为反相即可），依然能够保证这些压电陶瓷片对保持同步振动，但不能把所有第一电极片502共同连接于一个信号输入端口，需要设置更多的信号输入端口，线路连接结构相对更加复杂，此外，还需要在相邻的压电陶瓷片对之间设置绝缘结构，提高了结构复杂性。与之相比，同一压电陶瓷驱动组件5内的所有压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501相对的电极的极性相同时，可以把其中的所有第一电极片502共同连接于一个信号输入端口（如图3中，左侧的压电陶瓷驱动组件5的所有第一电极片502共同连接于信号输入端口in1，右侧的压电陶瓷驱动组件5的所有第一电极片502共同连接于信号输入端口in2），且无需在相邻的压电陶瓷片对之间设置绝缘结构，结构更简单。

进一步地，若同一压电陶瓷驱动组件5内的所有压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501相对的电极的极性相同，则两个压电陶瓷驱动组件5中的压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501相对的电极的极性可以相同（即，所有压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501均是正极相对，或均是负极相对）也可以不同（即，其中一个压电陶瓷驱动组件5中的压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501均是正极相对，另一个压电陶瓷驱动组件5中的压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501均是负极相对）；通过调整输入的周期波电信号的相位，两种情况均能够实现上述的第一工作模态的激发，假设，两个压电陶瓷驱动组件5中的压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501相对的电极的极性相同时，输入两个压电陶瓷驱动组件5的周期波电信号分别为信号一和信号二，现把信号二对应的压电陶瓷驱动组件5中的压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501相对的电极的极性改变，则只需把信号二调整为反相信号即可。

例如图3中，所有压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501相对的电极的极性相同（即，两个压电陶瓷驱动组件5中的压电陶瓷片对的两块压电陶瓷片501相对的电极的极性相同）。在图3中，相对的电极为正极，但也可以为负极。

优选地，压电陶瓷驱动组件5中最靠近第一弹性体4的压电陶瓷片501与第一弹性体4贴合，最靠近第二弹性体6的压电陶瓷片501与第二弹性体6贴合，第一弹性体4和第二弹性体6均能够导电。从而，可直接通过第一弹性体4和第二弹性体6与外部的周期波电信号源电连接（例如图3中，直接通过第一弹性体4和第二弹性体6与外部的周期波电信号源的地端连接），有利于进一步简化电路连接结构。

其中，超声电机3的各部件之间可以通过粘接、焊接、螺钉连接等方式连接固定。例如图3中，超声电机3还包括两个连接螺钉7，两个连接螺钉7分别穿过对应的第二弹性体6和压电陶瓷驱动组件5后与第一弹性体4连接，以把对应的第二弹性体6和压电陶瓷驱动组件5压紧在第一弹性体4上。

在一些实施方式中，见图3，每个压电陶瓷驱动组件5中，其中一个第一电极片502或其中一个第二电极片503位于两项工作模态的节点处，位于两项工作模态的节点处的第一电极片502或第二电极片503上设置有固定部504，固定部504用于与外部设备连接以固定超声电机3。通过在两项工作模态的节点处设置固定部504，以固定超声电机3，由于节点的位置在两项工作模态下是不变的，有利于减小连接处的振动而避免连接处松动，从而提高连接可靠性。

其中，第一弹性体4、第二弹性体6、压电陶瓷片501的形状可根据实际需要设置。

在本实施例中，见图2、图3，第一弹性体4为长方体状，第二弹性体6为长方体状，压电陶瓷片501为矩形；第一弹性体4的中部开设有沿前后方向贯通第一弹性体4的通孔402，两个驱动足401分别设置在通孔402的正上方和正下方。其中，通过设置通孔402，可把第一弹性体4与驱动足401连接的位置的振幅增大，从而使驱动足401的移动幅度增大，形成更加明显的李萨如椭圆运动轨迹，提高响应速度。

其中，通孔402的形状可根据实际需要设置；优选为上下对称的形状（例如圆形、椭圆形、正菱形、正六边形等），且两个驱动足401位于通孔402与第一弹性体4的上下表面之间的最薄处。例如，图2、图3中，通孔402为圆形，两个驱动足401分别设置在通孔402中心的正上方和正下方。

在一些实施方式中，见图4，上转动体1包括同轴设置的上转盘101和上转轴102，下转动体2包括同轴设置的下转盘201和下转轴202，上转盘101和下转盘201分别与两个驱动足401接触。从而，上转盘101的下表面为与驱动足401接触的接触面，下转轴202的上表面为与驱动足401接触的接触面。

其中，上转动体1可通过上转盘101输出扭矩（例如由上转盘101通过摩擦力输出扭矩、通过皮带输出扭矩，或在上转盘101圆周上设置传动齿以输出扭矩），也可通过上转轴102输出扭矩（参考电磁电机通过转轴输出扭矩的结构），同样，下转动体2可通过下转盘201输出扭矩，也可通过下转轴202输出扭矩。

其中，上转轴102和下转轴202可相互远离延伸（即，上转轴102朝上延伸，下转轴202朝下延伸）；也可如图1、图4所示，下转轴202同轴地穿设在上转轴102中且能够相对上转轴102转动，从而有利于保证上转动体1和下转动体2的同轴性，避免上转动体1和下转动体2分别装配而导致错位进而影响上转动体1和下转动体2转动的同步性。

参考图11，本申请提供了一种机械夹爪，包括基架90、前文的旋转驱动机构91和两个夹指92，旋转驱动机构91设置在基架90上，两个夹指92分别与旋转驱动机构91的上转动体1和下转动体2连接。

使用该旋转驱动机构91直接驱动两个夹指92摆动，无需额外设置传动机构，能够简化传动结构、减小传动结构占用空间并提高工作效率。

在一些实施方式中，如图11所示，两个夹指92分别与上转轴102和下转轴202连接。

在一些实施方式中，如图11所示，两个夹指92的自由端设置有指尖部921，在两个夹指92闭合时，两个指尖部921相互正对且能够相互贴合。由于两个夹指92分别与上转轴102和下转轴202连接，连接处沿轴向会相互错位（对于图1所示的旋转驱动机构91，其中一个夹指92连接在下转轴202朝上伸出至上转轴102上方的部分，从而产生错位），通过使指尖部921沿错位方向延伸以实现两个指尖部921的对准。

另外，本申请提供了一种机械夹爪激励方法，用于驱动前文的机械夹爪，包括步骤：

需要两个夹指92闭合时，分别向两个压电陶瓷驱动组件5（指同一超声电机3的压电陶瓷驱动组件5）输入波幅相同、频率均为预设频率且相位差为第一相位差的周期波电信号，以驱动两个夹指92相互靠近摆动；第一相位差为+π/2和-π/2中的一个；

需要两个夹指92张开时，分别向两个压电陶瓷驱动组件5（指同一超声电机3的压电陶瓷驱动组件5）输入波幅相同、频率均为预设频率且相位差为第二相位差的周期波电信号，以驱动两个夹指92相互远离摆动；第二相位差为+π/2和-π/2中的另一个。

其中，周期波电信号一般为正弦波信号，但不限于此。以下以周期波电信号为正弦波信号进行说明。

其中，预设频率为超声电机3的共振频率，符合要求的共振频率可能有多个，一般取其中的最低阶共振频率，但不限于此，具体可根据实际需要进行选择。以图3所述的超声电机3为例，符合要求的共振频率能够同时激发如图5所示的第一共振模态（即前述的两项工作模态之一，在该共振模态下两个驱动足401均沿左右方向振动）和如图6所示的第二共振模态（即前述的两项工作模态之二，在该共振模态下两个驱动足401均沿上下方向振动），在该两个共振模态耦合下，两个驱动足401做李萨如椭圆运动，如图7或图9所示（图7和图9椭圆轨迹中的黑点表示驱动足401的位置），其中，往图3中的输入端口in1输入Asinωt信号并往输入端口in2输入Asin(ωt-π/2)信号时（A为周期波电信号的波幅，ω为预设频率，t为时间），超声电机的两共振模态的振动序位如图7所示，此时驱动足401、上转动体1和下转动体2的运动方向如图8所示；往图3中的输入端口in1输入Asinωt信号并往输入端口in2输入Asin(ωt+π/2)信号时，可激发图9所示的模态振动序位，此时驱动足401、上转动体1和下转动体2的运动方向如图10所示；在图8和图10中，驱动足401、上转动体1和下转动体2的运动方向相互反相，因此，通过调节两个压电陶瓷驱动组件5的输入信号的相位差可以实现输出扭矩方向的切换。

实际上，该超声电机3的两个驱动足401还可以作同步反向的李萨如椭圆运动，只需要确定出满足要求的两项工作模态的共振频率，并使输入的周期波电信号的频率为对应的共振频率即可，从而，该旋转驱动机构91也可输出两个同步同向的扭矩，实现两个物体的同步同向转动。

综上所述，本申请提供的旋转驱动机构91、机械夹爪及其激励方法具有以下优点：

1，旋转驱动机构91的结构简单、机构少（无减速器、齿轮等）、响应快、断电自锁且环境适应性好（只有压电陶瓷片501及各种金属部件组成，环境变化对这些材质的性能影响较小，其能在强磁场、核辐射、高温、低温、干燥、湿润等环境下正常工作）；

2，单个超声电机3不借助传动机构直接驱动两物体，实现同轴的反向转动和同向转动，超声电机3的能量利用率高、传递效率高；

3，该旋转驱动机构91的控制方法简单，只需给出能同时激励出超声电机3的第一共振模态和第二共振模态的激励信号，通过改变激励信号之间的相位便能实现转动方向的改变。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋转驱动机构，其特征在于，包括同轴且上下间隔设置的上转动体（1）和下转动体（2），以及至少一个设置在所述上转动体（1）和所述下转动体（2）之间的超声电机（3）；

所述超声电机（3）包括第一弹性体（4）、两个压电陶瓷驱动组件（5）和两个第二弹性体（6），两个所述压电陶瓷驱动组件（5）分别设置在所述第一弹性体（4）的左右两侧并与所述第一弹性体（4）的左右两侧贴合，两个所述第二弹性体（6）分别设置在两个所述压电陶瓷驱动组件（5）远离所述第一弹性体（4）的一侧并与对应的所述压电陶瓷驱动组件（5）远离所述第一弹性体（4）的一侧贴合；

所述第一弹性体（4）的上下两侧分别设置有一个驱动足（401），两个所述驱动足（401）分别与所述上转动体（1）和所述下转动体（2）接触；所述压电陶瓷驱动组件（5）用于输入周期波电信号以激发所述超声电机（3）的两项工作模态，所述两项工作模态耦合，使两个所述驱动足（401）在竖直平面内作同步同向的李萨如椭圆运动，从而通过摩擦力驱动所述上转动体（1）和所述下转动体（2）同步反向转动。

2.根据权利要求1所述的旋转驱动机构，其特征在于，所述压电陶瓷驱动组件（5）包括至少一个压电陶瓷片对，每个所述压电陶瓷片对包括两块同极相对设置的压电陶瓷片（501）。

3.根据权利要求2所述的旋转驱动机构，其特征在于，每个所述压电陶瓷片对的两块所述压电陶瓷片（501）之间设置有第一电极片（502），所述第一电极片（502）与对应的两块所述压电陶瓷片（501）贴合。

4.根据权利要求3所述的旋转驱动机构，其特征在于，所述压电陶瓷驱动组件（5）包括多个所述压电陶瓷片对；

同一所述压电陶瓷驱动组件（5）内的所有所述压电陶瓷片对的两块所述压电陶瓷片（501）相对的电极的极性相同；任意相邻的两个所述压电陶瓷片对之间均设置有第二电极片（503），所述第二电极片（503）与相邻的两个所述压电陶瓷片对贴合。

5.根据权利要求2所述的旋转驱动机构，其特征在于，所有所述压电陶瓷片对的两块所述压电陶瓷片（501）相对的电极的极性相同。

6.根据权利要求4所述的旋转驱动机构，其特征在于，每个所述压电陶瓷驱动组件（5）中，其中一个所述第一电极片（502）或其中一个所述第二电极片（503）位于所述第一工作模态的节点处，位于所述第一工作模态的节点处的所述第一电极片（502）或所述第二电极片（503）上设置有固定部（504），所述固定部（504）用于与外部设备连接以固定所述超声电机（3）。

7.根据权利要求2所述的旋转驱动机构，其特征在于，所述第一弹性体（4）为长方体状，所述第二弹性体（6）为长方体状，所述压电陶瓷片（501）为矩形；所述第一弹性体（4）的中部开设有沿前后方向贯通所述第一弹性体（4）的通孔（402），两个所述驱动足（401）分别设置在所述通孔（402）的正上方和正下方。

8.根据权利要求1所述的旋转驱动机构，其特征在于，所述上转动体（1）包括同轴设置的上转盘（101）和上转轴（102），所述下转动体（2）包括同轴设置的下转盘（201）和下转轴（202），所述上转盘（101）和所述下转盘（201）分别与两个所述驱动足（401）接触，所述下转轴（202）同轴地穿设在所述上转轴（102）中且能够相对所述上转轴（102）转动。

9.一种机械夹爪，其特征在于，包括基架（90）、权利要求1-8任一项所述的旋转驱动机构（91）和两个夹指（92），所述旋转驱动机构（91）设置在所述基架（90）上，两个所述夹指（92）分别与所述旋转驱动机构（91）的所述上转动体（1）和所述下转动体（2）连接。

10.一种机械夹爪激励方法，其特征在于，用于驱动权利要求9所述的机械夹爪，包括步骤：

需要两个所述夹指（92）闭合时，分别向两个压电陶瓷驱动组件（5）输入波幅相同、频率均为预设频率且相位差为第一相位差的周期波电信号，以驱动两个所述夹指（92）相互靠近摆动；所述第一相位差为+π/2和-π/2中的一个；

需要两个所述夹指（92）张开时，分别向两个压电陶瓷驱动组件（5）输入波幅相同、频率均为所述预设频率且相位差为第二相位差的周期波电信号，以驱动两个所述夹指（92）相互远离摆动；所述第二相位差为+π/2和-π/2中的另一个。