壓電超聲微電機的製作方法

2023-06-04 08:47:01

專利名稱：壓電超聲微電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電機，特別是一種壓電超聲微電機。
壓電超聲電機廣泛作為精密控制與調節的驅動元件。中華人民共和國專利局發明專利公報第13卷、第53號上公布的一項名稱為基於彎曲振動模式的壓電超聲微馬達，申請號為97111805.1的發明專利，即為一種典型的基於夾心式壓電陶瓷換能器彎曲振動模式的壓電超聲微電機，其結構如圖2所示，其結構包括中心軸22及套於軸上的定子20和轉子21，定子由上匹配塊201、下匹配塊203及緊壓於之中的壓電陶瓷環片202構成，壓力機構24由固定於中心軸上的彈簧片以及彈簧片與轉子之間的橡膠墊片構成，轉子通過壓力機構緊壓於定子上端面。當給這種電機壓電陶瓷輸入電信號後，電機定子作自由彎曲振動，從而在定子上端面形成一波動面，依靠摩擦力驅動緊壓其上的轉子繞中心軸軸線轉動，而轉子又通過橡膠片和彈簧片，依靠摩擦力來帶動中心軸轉動，輸出動力。這種壓電超聲微電機有如下不足之處1、電機中心軸和套於中心軸上的轉子要依靠固定於定子上下兩軸承支承，而定子上下匹配塊是通過螺紋相聯接，聯接後無法調整，所以很難保證上下軸承同軸，因此給整個電機帶來形位誤差，使電機動力輸出不穩定，運動精度差。2、壓力機構調整範圍小，加上述第一條不足的原因，使得轉子與定子間壓力分布不均勻，並且裝配調整困難，電機一致性不好，電機成品合格率低。3、由於中心軸與轉子是通過橡膠墊依靠摩擦力相聯接，因此必然存在橡膠墊蠕動和破損等缺陷，影響電機正常工作。
本實用新型的目的是提供一種上下軸承易於同軸，壓力機構調整範圍大，動力輸出穩定的壓電超聲微電機。
本實用新型的目的可通過如下方案來實現，它包括定子組件、外殼及通過被固定於定子和外殼的一對軸承所支承的轉子組件，所說的定子組件由定子、底座及緊壓於之間的壓電陶瓷環片和電極片構成，所說的轉子組件由轉子與中心軸以及螺旋彈簧壓力機構構成，定子上端內壁和外殼上端內壁各置有一軸承，所說的轉子組件置於兩軸承之中，所說的轉子與定子在螺旋彈簧壓力機構施壓下緊密接觸；所說的定子組件通過定子組件中的底座與外殼聯接成一整體；所說的定子組件與外殼聯接可徑向調整；轉子組件中的轉子與中心軸為一體成型。
本實用新型對比現有技術具有如下優點1、本實用新型壓電超聲微電機的底座與外殼可聯接成一整體，從而增加了底座的剛性(即降低了彈性)，有利於增大工作狀態下定子上端面(即與轉子所接觸的端面)的振幅，提高電機輸出力矩。2、本實用新型壓電超聲微電機的底座與外殼連接可徑向調整，以便於使上下軸承保持同軸，從而使電機動力輸出更均勻和穩定。3、本實用新型壓電超聲微電機的轉子與中心軸製作成一整體，從而既克服了現有技術由於中心軸與轉子是通過橡膠墊依靠摩擦力相聯接所帶來的橡膠墊蠕動和破損等缺陷，又保證了轉子與輸出軸的形位公差要求，使電機工作更穩定可靠。4、本實用新型壓電超聲微電機採用了螺旋彈簧壓力機構，從而增大了壓力機構調整範圍，使電機裝配更容易，電機的一致性更好。5、本實用新型壓電超聲微電機的螺旋彈簧壓力機構中採用了擋環結構，從而可以選擇適當的螺旋彈簧直徑和螺旋彈簧鋼絲直徑，使轉子與定子間的壓力大小合適和分布均勻。


圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是現有技術的結構示意圖。
下面將結合附圖和實施例的對本實用新型作進一步詳述參見圖1，10為定子組件、12為外殼，轉子組件11通過固定於定子和外殼的一對軸承132、131所支承，所說的定子組件由定子101、底座102及緊壓於之間的壓電陶瓷環片103和電極片104組成，所說的轉子組件由轉子111與中心軸112以及螺旋彈簧壓力機構組成，轉子111與中心軸112一體成型，螺旋彈簧壓力機構由螺旋彈簧113和擋環114構成。所說的轉子111與定子101在螺旋彈簧壓力機構施壓下緊密接觸。所說的定子組件通過底座102與外殼12用螺釘14聯接成一整體，螺釘14與底座102上的螺釘過孔有一定間隙，實現定子組件與外殼聯接的徑向調整。工作時需要輸入一對正交電信號，即正弦電信號A和餘弦電信號B到壓電陶瓷環片103中，電信號頻率為電機定子組件的諧振頻率，電機定子作自由彎曲振動，從而在定子上端面形成一波動面，依靠摩擦力驅動緊壓其上的轉子繞中心軸軸線轉動，輸出動力。其主要參數及性能指標如下外形為圓柱形，直徑φ20mm，長度32mm，工作頻率32kHz，轉速0-100rpm，最大輸出力矩600gf·cm，最小角解析度0.010°。
權利要求1.一種壓電超聲微電機，包括定子組件(10)、外殼(12)及通過被固定於定子(101)和外殼(12)的一對軸承所支承的轉子組件(11)，所說的定子組件由定子(101)、底座(102)及緊壓於之間的壓電陶瓷環片(103)和電極片(104)構成，所說的轉子組件(11)由轉子(111)與中心軸(112)以及螺旋彈簧壓力機構構成，其特徵在於定子上端內壁和外殼上端內壁各置有一軸承(132、131)，所說的轉子組件置於兩軸承之中，所說的轉子與定子在螺旋彈簧壓力機構施壓下緊密接觸，所說的定子組件通過定子組件中的底座與外殼聯接成一整體。
2.根據權利要求1所述的壓電超聲微電機，其特徵在於螺釘(14)與底座(102)上的螺釘過孔有一定間隙。
3.根據權利要求1所述的壓電超聲微電機，其特徵在於，轉子組件(11)中的轉子(111)與中心軸(112)為一體成型。
4.根據權利要求1所述的壓電超聲微電機，其特徵在於，轉子組件(11)中的螺旋彈簧壓力機構由螺旋彈簧(113)和擋環(114)構成。
專利摘要本實用新型是一種壓電超聲微電機,它包括定子組件、外殼及通過被固定於定子和外殼的一對軸承所支承的轉子組件,定子組件由定子、底座及緊壓於之間的壓電陶瓷環片和電極片構成,轉子組件由製作成一體的轉子與中心軸以及螺旋彈簧壓力機構構成,定子上端內壁和外殼上端內壁各置有一軸承,轉子組件置於兩軸承之中,轉子與定子在螺旋彈簧壓力機構施壓下緊密接觸。本實用新型壓電超聲微電機是廣泛作為精密控制與調節的驅動元件。
文檔編號H02N2/10GK2411617SQ99254678
公開日2000年12月20日 申請日期1999年12月1日 優先權日1999年12月1日
發明者邱海波 申請人:邱海波