CN1327301A - 基于矩形压电陶瓷薄板面内振动的直线型超声电机 - Google Patents

基于矩形压电陶瓷薄板面内振动的直线型超声电机 Download PDF

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Abstract

一种基于矩形压电陶瓷薄板面内振动的直接型超声电机属微型直线型超声电机,由底座,后盖板,上盖板,矩形压电陶瓷薄板,突起物,动子,轴承支座,轴承,弹子,弹子垫块,橡皮套,预压弹簧片,预压垫片,预压螺钉、螺母构成。本超声电机,结构简单,体积小,机电转化率和位置分辨率高,直接输出直线运动,可控性好等,适合于小型,精密直线运动装置的驱动和控制。

Description

基于矩形压电陶瓷薄板面内振动的直线型超声电机
技术领域
本发明涉及的是利用压电陶瓷材料的逆压电效应及矩形压电陶瓷板内超声振动的一种微型直线型超声电机。
背景技术
旋转型超声电机只能作旋转运动，不能作直线运动，只产生推力而非力矩。传统的直线型超声电机，结构较复杂，体积大，机电转化效率和位置分辨率都较低，不适用于小型、精密的直线运动装置的驱动和控制。
发明内容
本发明为实现结构简单、体积小、机电转化效率高、位置分辨率高、直接输出直线运动、可控性好的直线型超声电机的构成是：矩形压电陶瓷薄板用橡皮套固定置于底座与上盖板之间，矩形压电陶瓷薄板顶部粘着的突起物与动子接触，动子的导向机构和运动轨道的两个接触处分别装有轴承和弹子，轴承装在固定于底座上的轴承支座上，弹子通过弹子垫块也安装在底座上，预压弹簧片置于矩形压电陶瓷薄板底端的橡皮套与预压垫片之间，预压垫片与后盖板及后盖板螺钉相接触。矩形压电陶瓷薄板正面的极化形式，分为4个分区，位于对角线上的两个分区极化方向相同，且用导线相连，矩形压电陶瓷薄板反面(背面)为全电极，且接地。
附图说明
图1，基于矩形压电陶瓷薄板面内振动的直线型超声电机结构示意图。
图2，基于矩形压电陶瓷薄板分区极化形式示意图。
图1中标号名称是：1-底座，2-后盖板，3-上盖板，4-矩形压电陶瓷薄板，5-突起物，6-动子(运动杆)，7-轴承支座，8-轴承，9-弹子，10-弹子垫块，11-橡皮套，12-预压弹簧片，13-预压垫片，14-后盖板螺母，15-预压螺钉，16-上盖板螺钉。
具体实施方式
根据图1与图2叙述本发明的具体实施方式及工作原理。
用橡皮套11固定矩形压电陶瓷薄板4，便于更好地激发出所需要的工作模态。在矩形压电陶瓷薄板4的顶部胶粘着的突起物5构成了复合驱动振子(定子)，从而改善了定子与动子9的接触。在动子导向机构接触处安装的轴承8用来对动子起导向作用。在动子的运动轨道的接触处安装弹子9用来减少动子和运动轨道之间的接触面积，从而起到减少动子6滑动摩擦阻力。预压弹簧片12，预压垫片13和预压螺钉15，预压螺母14构成预压力调节装置，通过改变预压弹簧片12的变形程度来控制施加在振子(定子)上的预压力。
如图2所示的基于矩形压电陶瓷薄板的极化形是，压电陶瓷薄板正面分为4个分区，位于对角线上的两个分区的极化方向相同，且用导线相连，构成正极和负极。压电陶瓷薄板背面为全电极，且接地。当在两个正极分区或两个负极分区上施加COSωt电压信号时，会激励出矩形压电陶瓷薄板的两个在时间和空间上相互正交的面内第二阶弯曲振动模态和面内第一阶伸缩振动模态，使其在突起物5端部的质点作椭圆运动，从而驱动动子做直线运动。

Claims (2)

1.一种基于矩形压电陶瓷薄板面内振动的直线型超声电机，其特征在于矩形压电陶瓷薄板用橡皮套固定置于底座与上盖板之间，矩形压电陶瓷薄板顶部粘着的突起物与动子接触，动子的导向机构和运动轨道的两个接触处分别装有轴承和弹子，轴承装在固定于底座上的轴承支座上，弹子通过弹子垫块也安装在底座上，预压弹簧片置于矩形压电陶瓷薄板底端的橡皮套与预压垫片之间，预压垫片与后盖板及后盖板螺钉相接触。
2.根据权利要求1所述的基于矩形压电陶瓷薄板面内振动的直线型超声电机，其特征在于，矩形压电陶瓷薄板的极化形式是，正面分为4个极化小区，用导线将对角线上的两个极化小区连接，且极化方向相同，构成正极和负极，背面为全电极且接地。
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