CN100444512C - 圆筒型非接触超声电机 - Google Patents

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Abstract

本发明的圆筒型非接触超声电机，属微电机领域。电机有定子、转子和支座所构成。电机定子由定子基体(10)和压电陶瓷(7)粘贴构成。电机的转子由转子基体(8)、一对轴套(11)、轴(9)构成。电机的支架由盖板(2)、底座(12)、套筒(6)、一对垫圈(4)、一对轴承(1)、螺杆(5)、螺母(3)等构成。当电机通入超声频率范围内一定的交变电压时，电机的定子产生超声振动，通过声粘性力驱动转子转动，动力由轴(9)输出。该电机具有转速高，长寿命，结构简单，成本低等优点。

Description

圆筒型非接触超声电机
技术领域：
本发明的圆筒型非接触超声电机属微特电机领域中的超声电机。
背景技术：
超声电机是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动的新型微特电机。现有的接触式超声电机是通过定子与转子之间的摩擦力推动转子运转的，定子和转子之间存在摩擦损耗。使用寿命和运转速度均受到限制，切要求定子和转子的材料要有较高的耐磨性，成本高，结构也较复杂。
发明内容：
本发明的目的在于，研制一种高转速、长寿命、结构简单、成本低、实用的圆筒型非接触超声电机。
为实现上述目的，本圆筒型非接触超声电机，采用定子和转子不接触的驱动方式。电机主要由定子组件、转子组件及支架组件所组成，其特点是通过支架组件和转子组件的安装使定子与转子之间存在一定的间隙，定子和转子之间不直接接触。具体构成是所述定子组件包括四片压电陶和定子基体，四片压电陶瓷分别粘贴于定子基体外表面均布的四个矩形槽内，定子基体安装在垫圈上：所述支架组件包括盖板、套筒、底座、螺杆、螺母，其中盖板与套筒的上端相连，所述的底座与套筒的下端相连，底座和盖板之间通过螺杆和螺母固定连接，所述转子组件包括转子基体、轴套、输出轴、一对轴承，转子基体通过轴套安装在输出轴上，输出轴通过一对轴承安装在底座和盖板上，使转子组件和定子组件之间存在着间隙；一对垫圈分别安装于底座和盖板的圆环凸台内。
本发明采用了非接触驱动方式，利用声辐射压力控制定子和转子间的间隙，利用定子和转子之间的声粘性应力驱动转子，从而获得了很高的转速和极长的寿命。突破了超声电机的寿命短、只能间隙使用的限制。
附图说明：
图I是圆筒非接触超声电机的结构示意图。
图1中的标号名称：1、轴承，2、盖板，3、螺母，4、垫圈，5、螺杆，6、套筒.7、压电陶瓷，8、转子，9、轴，10、定子，I1、轴套，12、底座。
具体实施方式
本发明是基于利用压电陶瓷片激出圆筒定子的B(0，3)模态声辐射压力和声粘性应力而研制成的新型超声电机。
它主要有定子组件、转子组件和支架组件组成。图1是本发明的具体结构1意图，由图可知，电机的定子组件由定子基体10和粘贴于定子基体外表面四个均布矩形槽内的四片压电陶瓷7而组成，与置于底座12和盖板2内的垫圈4过渡配合；与定子组件之间存在一定间隙的转子组件的转子基体8通过轴套11安装在输出轴9上，输出轴9通过一对轴承1安装在盖板2和底座12上，其中，转子基体8与轴套11为过盈配合；支架组件的组成是，通过螺杆5和螺母3将盖板2，底座12及置于盖板2与底座12之间的套简6固定连接在一起，底座12和盖板2各有一轴承孔，镶入的轴承1对轴9起径向支撑作用和轴向定位作用。
压电陶瓷片采用四片矩形陶瓷片，双面不分区。极化后的压电陶瓷片受电场作用会产生变形。极化方向与电场方向相同的分区产生伸长变形，反之产生压缩变形。当四个陶瓷片依次施加smwt、coswt，-sinwt、-coswt的交变电压时定子产生B(0，3)的旋转模态-波。由于定子和转子不接触，在定转子之间的空气间隙中产生的声辐射压力给转子一定的悬浮力，确保转子转动时与定子不接触，而空气间隙中还存在的声粘性力的作用，如同接触式电机中的摩擦力驱动转子，所不同的是接触式电机的转子按行波相反的方向运动，而非接触式电机转子按行波一致的方向。
本发明的定子和转子不接触，没有摩擦磨损，从而获得电机的长寿命和很高的速度运转；也不需要摩擦材料提高定转子的耐磨性，简化了结构，降低了成本。

Claims (2)

1、一种圆筒型非接触超声电机，由定子组件，转子组件及支架组件构成，其特征在于所述定子组件包括四片压电陶瓷(7)和定子基体(10)，四片压电陶瓷(7)分别粘贴于定子基体(10)外表面均布的四个矩形槽内，定子基体(10)安装在垫圈(4)上；所述的支架组件包括盖板(2)、套筒(6)、底座(12)、螺杆(5)、螺母(3)，其中盖板(2)与套筒(6)的上端相连，底座(12)与套筒(6)下端相连，底座(12)和盖板(2)之间通过螺杆(5)和螺母(3)固定连接，所述转子组件包括转子基体(8)、轴套(11)、输出轴(9)、一对轴承(1)，转子基体(8)通过轴套(11)安装在输出轴(9)上，输出轴(9)通过一对轴承(1)安装在底座(12)和盖板(2)上，使转子组件和定子组件之间存在着间隙；所述的垫圈(4)分别安装于底座(12)和盖板(2)的圆环凸台内。
2、根据权利要求1所述的圆筒型非接触超声电机，其特征在于，底座(12)和盖板(2)各自有圆环型凸台，底座(12)和盖板(2)各有一轴承孔，此轴承孔用于安装轴承(1)。
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