貼片式彎振復合雙足超聲電機振子制造技術

貼片式彎振復合雙足超聲電機振子，屬于壓電超聲電機技術領域。它解決了現有復合彎振夾心式雙驅動足直線驅動的壓電超聲電機結構復雜及難于微型化的問題。它的中間梁為橫截面為正方形的四棱柱，中間梁的兩個端面分別與一個變幅桿的首端連接，每個變幅桿末端均設置有摩擦片，變幅桿為由首端至末端逐漸變細的塊體，中間梁的兩個相對側壁的中間分別設置一個薄壁梁，薄壁梁的外端固定連接安裝座，中間梁的每個側壁上設置兩片彎振壓電陶瓷片，該兩片彎振壓電陶瓷片位于薄壁梁的兩側，并且薄壁梁每一側的四片彎振壓電陶瓷片在中間梁上的位置相對應。本發明專利技術適用于超聲電機制作。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種貼片式彎振復合雙足超聲電機振子，屬于壓電超聲電機

技術介紹
壓電超聲電機利用壓電陶瓷的逆壓電效應，在彈性體中激勵出超聲頻段內的振動，在彈性體表面特定點或特定區域形成具有特定軌跡的質點運動，進而通過定子、轉子之間的摩擦耦合將質點的微觀運動轉換成轉子的宏觀運動，具有低速大轉矩、無需變速機構、無電磁干擾、響應速度快和斷電自鎖等優點。中國專利《復合彎振夾心式雙足直線超聲電機振子》，公開號為CN102361413A，公開日為2012年2月22日，首次提出了一種采用同型正交彎振模態實現雙驅動足直線驅動 的壓電超聲電機新構型，它成功的避免了設計過程中的模態簡并問題，具有結構簡單、設計靈活、可系列化生產等優點；但是，由于采用夾心結構，其加工、裝配較為復雜，對零件的加工精度要求很高；此外，夾心結構也使得其微型化難于實現。
技術實現思路
本專利技術是為了解決現有復合彎振夾心式雙驅動足直線驅動的壓電超聲電機結構復雜及難于微型化的問題，提供一種貼片式彎振復合雙足超聲電機振子。本專利技術所述貼片式彎振復合雙足超聲電機振子，它包括中間梁，它還包括兩個安裝座、兩個薄壁梁、兩個變幅桿、八片彎振壓電陶瓷片和兩個摩擦片，中間梁為橫截面為正方形的四棱柱，中間梁的兩個端面分別與一個變幅桿的首端連接，每個變幅桿末端均設置有摩擦片，變幅桿為由首端至末端逐漸變細的塊體，中間梁的兩個相對側壁的中間分別設置一個薄壁梁，薄壁梁的外端固定連接安裝座，中間梁的每個側壁上設置兩片彎振壓電陶瓷片，該兩片彎振壓電陶瓷片位于薄壁梁的兩側，并且薄壁梁每一側的四片彎振壓電陶瓷片在中間梁上的位置相對應，所述彎振壓電陶瓷片沿厚度方向極化，中間梁的同一側壁上的兩片彎振壓電陶瓷片的極化方向相反，在薄壁梁同一側的相互平行的兩片彎振壓電陶瓷片的極化方向相同。所述中間梁、兩個薄壁梁、兩個安裝座和兩個變幅桿為一體件。所述中間梁的同一側壁上的兩片彎振壓電陶瓷片對稱分布于薄壁梁的兩側。本專利技術的優點是本專利技術采用沿厚度方向極化的八片彎振壓電陶瓷片實現振子的兩個同型正交偶數階彎曲振動的激勵，由于采用同型振動模態，只需要保證振子截面的對稱性就可以滿足兩個彎振模態諧振頻率的一致，使得振子設計具備很大的靈活性。本專利技術采用貼片結構，加工裝配十分簡便，對零件加工精度要求較低，且易于實現微型化；此外，振子中的薄壁梁可以實現彈性支撐和振動隔離，將安裝座與其它構件的聯接對振子的彎曲振動模態的影響程度降到最低。本專利技術具有結構簡單、設計靈活、便于實現微型化的優點。附圖說明圖I為本專利技術所述的電機振子立體結構示意圖；圖2為中間梁、兩個薄壁梁、兩個安裝座和兩個變幅桿形成的一體件的結構示意圖；圖3為八片彎振壓電陶瓷片的ー種極化方式的極化方向示意圖；圖4為所述電機振子工作時推動動子運動的狀態示意圖，圖中7為動子,箭頭所示為動子的運動方向。具體實施例方式具體實施方式一下面結合圖I至圖4說明本實施方式，本實施方式所述貼片式彎振復合雙足超聲電機振子，它包括中間梁1，它還包括兩個安裝座2、兩個薄壁梁3、兩個變幅桿4、八片彎振壓電陶瓷片5和兩個摩擦片6，中間梁I為橫截面為正方形的四棱柱，中間梁I的兩個端面分別與ー個變幅桿4的首端連接，每個變幅桿4末端均設置有摩擦片6，變幅桿4為由首端至末端逐漸變細的塊體，中間梁I的兩個相對側壁的中間分別設置ー個薄壁梁3，薄壁梁3的外端固定連接安裝座2，中間梁I的每個側壁上設置兩片彎振壓電陶瓷片5，該兩片彎振壓電陶瓷片5位于薄壁梁3的兩側，并且薄壁梁3每ー側的四片彎振壓電陶瓷片5在中間梁I上的位置相對應，所述彎振壓電陶瓷片5沿厚度方向極化，中間梁I的同一側壁上的兩片彎振壓電 陶瓷片5的極化方向相反，在薄壁梁3同一側的相互平行的兩片彎振壓電陶瓷片5的極化方向相同。本實施方式所述電機振子在應用的時候，中間梁I與驅動電源的公共端連接，圖中所示，中間梁I左右兩個側面上固定的四片彎振壓電陶瓷片5的外表面與一相驅動信號連接，中間梁I上下兩個側面上固定的四片彎振壓電陶瓷片5的外表面與另外ー相驅動信號連接。八片彎振壓電陶瓷片5設置于中間梁I的四個側面，對應位于振子偶數階彎曲振動的波腹位置，這使得相互平行的四片彎振壓電陶瓷片交替的伸縮振動可以有效的激勵出振子的彎曲振動。本專利技術所述電機振子在工作吋，相互平行的四片彎振壓電陶瓷片5為ー組，采用同相電壓進行激勵；八片彎振壓電陶瓷片5采用頻率為振子彎振諧振頻率、相位差為+90°的兩相交流電壓信號進行激勵；中間梁I左右兩個側面上固定的四片彎振壓電陶瓷片交替的伸縮振動會激勵出振子XOY平面內的彎曲振動，對應引起變幅桿4末端質點水平方向，即OY軸方向的位移；中間梁I上下兩個側面上固定的四片彎振壓電陶瓷片5交替的伸縮振動，會激勵出振子XOZ平面內的彎曲振動，對應引起變幅桿4末端質點豎直方向，即OZ軸方向的位移；兩個彎曲振動疊加會在兩個變幅桿4末端表面質點產生同向的橢圓軌跡運動，進而通過變幅桿4末端和動子7之間的摩擦耦合實現動子7的宏觀運動輸出。如果調整兩相激勵信號的相位差為-90°，可以實現反向驅動。本實施方式所述的貼片式彎振復合雙足超聲電機振子在實際應用時，與動子的一種配合狀態參見圖4所示，長條形的動子的下表面與變幅桿4末端的摩擦片6摩擦連接，當振子振動時，變幅桿4末端產生振動，對應的摩擦片6與動子摩擦耦合，進而驅動動子運動。具體實施方式ニ 下面結合圖2說明本實施方式，本實施方式為對實施方式一的進ー步說明，所述中間梁I、兩個薄壁梁3、兩個安裝座2和兩個變幅桿4為一體件。所述薄壁梁3可以實現弾性支撐和振動隔離的效果，能夠將振子與其它構件的聯接對振子的彎曲振動模態的影響程度降到最低。具體實施方式三下面結合圖I說明本實施方式，本實施方式為對實施方式一或ニ的進ー步說明，所述中間梁I的同一側壁上的兩片彎振壓電陶瓷片5對稱分布于薄壁梁3的兩側。 彎振壓電陶瓷片5的對稱分布方式可以保證壓電陶瓷片5的伸縮振動，實現振子彎曲振動的高效激勵。權利要求1.一種貼片式彎振復合雙足超聲電機振子，它包括中間梁(1)，其特征在干它還包括兩個安裝座(2)、兩個薄壁梁(3)、兩個變幅桿(4)、八片彎振壓電陶瓷片(5)和兩個摩擦片(6), 中間梁⑴為橫截面為正方形的四棱柱，中間梁⑴的兩個端面分別與ー個變幅桿(4)的首端連接，每個變幅桿(4)末端均設置有摩擦片出)，變幅桿(4)為由首端至末端逐漸變細的塊體， 中間梁(I)的兩個相對側壁的中間分別設置ー個薄壁梁(3)，薄壁梁(3)的外端固定連接安裝座⑵， 中間梁(I)的每個側壁上設置兩片彎振壓電陶瓷片(5)，該兩片彎振壓電陶瓷片(5)位于薄壁梁(3)的兩側，并且薄壁梁(3)每ー側的四片彎振壓電陶瓷片(5)在中間梁(I)上的位置相對應， 所述彎振壓電陶瓷片(5)沿厚度方向極化，中間梁(I)的同一側壁上的兩片彎振壓電陶瓷片(5)的極化方向相反，在薄壁梁(3)同一側的相互平行的兩片彎振壓電陶瓷片(5)的極化方向相同。2.根據權利要求I所述的貼片式彎振復合雙足超聲電機振子，其特征在于所述中間梁(I)、兩個薄壁梁(3)、兩個安裝座(2)和兩個變幅桿(4)為一體件。3.根據權利要求I或2所述的貼片式彎振復合雙足超聲電機振子，其特征在于所述中間梁(I)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種貼片式彎振復合雙足超聲電機振子，它包括中間梁(1)，其特征在于：它還包括兩個安裝座(2)、兩個薄壁梁(3)、兩個變幅桿(4)、八片彎振壓電陶瓷片(5)和兩個摩擦片(6)，中間梁(1)為橫截面為正方形的四棱柱，中間梁(1)的兩個端面分別與一個變幅桿(4)的首端連接，每個變幅桿(4)末端均設置有摩擦片(6)，變幅桿(4)為由首端至末端逐漸變細的塊體，中間梁(1)的兩個相對側壁的中間分別設置一個薄壁梁(3)，薄壁梁(3)的外端固定連接安裝座(2)，中間梁(1)的每個側壁上設置兩片彎振壓電陶瓷片(5)，該兩片彎振壓電陶瓷片(5)位于薄壁梁(3)的兩側，并且薄壁梁(3)每一側的四片彎振壓電陶瓷片(5)在中間梁(1)上的位置相對應，所述彎振壓電陶瓷片(5)沿厚度方向極化，中間梁(1)的同一側壁上的兩片彎振壓電陶瓷片(5)的極化方向相反，在薄壁梁(3)同一側的相互平行的兩片彎振壓電陶瓷片(5)的極化方向相同。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉英想，劉軍考，陳維山，石勝君，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：