基於矩形壓電陶瓷薄板面內振動的直線型超聲電機的製作方法

2023-10-07 04:24:09 2

專利名稱：基於矩形壓電陶瓷薄板面內振動的直線型超聲電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是利用壓電陶瓷材料的逆壓電效應及矩形壓電陶瓷板內超聲振動的一種微型直線型超聲電機。
背景技術：
旋轉型超聲電機只能作旋轉運動，不能作直線運動，只產生推力而非力矩。傳統的直線型超聲電機，結構較複雜，體積大，機電轉化效率和位置解析度都較低，不適用於小型、精密的直線運動裝置的驅動和控制。

發明內容
本發明為實現結構簡單、體積小、機電轉化效率高、位置解析度高、直接輸出直線運動、可控性好的直線型超聲電機的構成是矩形壓電陶瓷薄板用橡皮套固定置於底座與上蓋板之間，矩形壓電陶瓷薄板頂部粘著的突起物與動子接觸，動子的導向機構和運動軌道的兩個接觸處分別裝有軸承和彈子，軸承裝在固定於底座上的軸承支座上，彈子通過彈子墊塊也安裝在底座上，預壓彈簧片置於矩形壓電陶瓷薄板底端的橡皮套與預壓墊片之間，預壓墊片與後蓋板及後蓋板螺釘相接觸。矩形壓電陶瓷薄板正面的極化形式，分為4個分區，位於對角線上的兩個分區極化方向相同，且用導線相連，矩形壓電陶瓷薄板反面(背面)為全電極，且接地。


圖1，基於矩形壓電陶瓷薄板面內振動的直線型超聲電機結構示意圖。
圖2，基於矩形壓電陶瓷薄板分區極化形式示意圖。
圖1中標號名稱是1-底座，2-後蓋板，3-上蓋板，4-矩形壓電陶瓷薄板，5-突起物，6-動子(運動杆)，7-軸承支座，8-軸承，9-彈子，10-彈子墊塊，11-橡皮套，12-預壓彈簧片，13-預壓墊片，14-後蓋板螺母，15-預壓螺釘，16-上蓋板螺釘。
具體實施例方式
根據圖1與圖2敘述本發明的具體實施方式
及工作原理。
用橡皮套11固定矩形壓電陶瓷薄板4，便於更好地激發出所需要的工作模態。在矩形壓電陶瓷薄板4的頂部膠粘著的突起物5構成了複合驅動振子(定子)，從而改善了定子與動子9的接觸。在動子導向機構接觸處安裝的軸承8用來對動子起導向作用。在動子的運動軌道的接觸處安裝彈子9用來減少動子和運動軌道之間的接觸面積，從而起到減少動子6滑動摩擦阻力。預壓彈簧片12，預壓墊片13和預壓螺釘15，預壓螺母14構成預壓力調節裝置，通過改變預壓彈簧片12的變形程度來控制施加在振子(定子)上的預壓力。
如圖2所示的基於矩形壓電陶瓷薄板的極化形是，壓電陶瓷薄板正面分為4個分區，位於對角線上的兩個分區的極化方向相同，且用導線相連，構成正極和負極。壓電陶瓷薄板背面為全電極，且接地。當在兩個正極分區或兩個負極分區上施加COSωt電壓信號時，會激勵出矩形壓電陶瓷薄板的兩個在時間和空間上相互正交的面內第二階彎曲振動模態和面內第一階伸縮振動模態，使其在突起物5端部的質點作橢圓運動，從而驅動動子做直線運動。
權利要求
1.一種基於矩形壓電陶瓷薄板面內振動的直線型超聲電機，其特徵在於矩形壓電陶瓷薄板用橡皮套固定置於底座與上蓋板之間，矩形壓電陶瓷薄板頂部粘著的突起物與動子接觸，動子的導向機構和運動軌道的兩個接觸處分別裝有軸承和彈子，軸承裝在固定於底座上的軸承支座上，彈子通過彈子墊塊也安裝在底座上，預壓彈簧片置於矩形壓電陶瓷薄板底端的橡皮套與預壓墊片之間，預壓墊片與後蓋板及後蓋板螺釘相接觸。
2.根據權利要求1所述的基於矩形壓電陶瓷薄板面內振動的直線型超聲電機，其特徵在於，矩形壓電陶瓷薄板的極化形式是，正面分為4個極化小區，用導線將對角線上的兩個極化小區連接，且極化方向相同，構成正極和負極，背面為全電極且接地。
全文摘要
一種基於矩形壓電陶瓷薄板面內振動的直接型超聲電機屬微型直線型超聲電機,由底座,後蓋板,上蓋板,矩形壓電陶瓷薄板,突起物,動子,軸承支座,軸承,彈子,彈子墊塊,橡皮套,預壓彈簧片,預壓墊片,預壓螺釘、螺母構成。本超聲電機,結構簡單,體積小,機電轉化率和位置解析度高,直接輸出直線運動,可控性好等,適合於小型,精密直線運動裝置的驅動和控制。
文檔編號H02N2/04GK1327301SQ01127038
公開日2001年12月19日 申請日期2001年7月27日 優先權日2001年7月27日
發明者趙淳生, 劉劍 申請人:南京航空航天大學