CN101867316B - 锥面浮动转子超声波电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锥面浮动转子超声波电机。现有的锥面行波型超声波电机散热较差，无法保证电机长时间稳定工作。本发明转子和定子设置在底座和端盖围合成的工作腔内，定子与底座固定连接，转子与定子活动连接；输出轴依次穿过底座、定子、转子和端盖设置，输出轴与转子固定连接、与定子间隙配合；定子为圆环形铜构件，圆环形的压电片粘贴在定子边沿部分的底面上；转子为圆盘形，侧壁为涂有耐磨材料的锥面，转子的圆盘平面上沿中心向外开有渐开线型槽。本发明的转子通过渐开线型槽降低了转子的刚度，定、转子运行过程中产生偏心，通过定转子接触面的自适应来减轻电机对加工精度的要求，并保证了定转子之间的良好散热。
Description
技术领域
本发明属于电机技术领域，涉及一种超声波电机，具体涉及一种转子可以浮动以实现自适应调整的锥面接触的行波型超声波电机。
背景技术
超声波电机(Ultrasonic Motor)，简称USM，是一种利用超声波振动能进行驱动的新型电机，与传统电磁式电机不同的是没有电枢和绕组，也不利用磁场传递能量，而是利用逆压电效应。在定子背面粘上压电片，并通入高频高压电信号后，由于压电片的逆压电效应，定子表面开始振动并输出行波。定子表面的行波运动必然使与之紧密接触的转子开始旋转，并输出机械能。
现有的锥面行波型超声波电机将定子固定在板簧上，由于板簧体积较小，散热较差，无法保证电机长时间稳定工作。
发明内容
为了克服现有的锥面行波型超声波电机散热较差的问题，本发明提供了一种锥面自适应接触的行波型超声波电机。通过锥形定子和锥形转子配合形成的自适应机构来保证定转子之间紧密接触和良好散热性，使电机长时间运行的稳定性有了很大的提升。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
包括固定连接的底座和端盖，底座和端盖围合成圆柱形的空腔为工作腔，转子和定子设置在工作腔内，定子与底座固定连接，转子与定子活动连接。
输出轴依次穿过底座、定子、转子和端盖设置，并与定子的平面、转子的平面、底座的底面和端盖的顶面垂直，输出轴与底座通过前轴承活动连接、通过后轴承与端盖活动连接、与转子的中心固定连接，输出轴穿过定子的中心孔，与定子间隙配合。
所述的定子为圆环形铜构件，包括底盘部分和边沿部分，其中边沿部分的表面包括圆环形的上表面和底面以及内侧面、外侧面，其中上表面与内侧面通过内锥面过渡、上表面与外侧面通过外锥面过渡，圆环形的压电片粘贴在定子边沿部分的底面上；底盘部分的中心开有中心孔，底盘部分与底座固定连接。
所述的转子为圆盘形，侧壁为锥面，该锥面上涂有耐磨材料，转子侧壁的耐磨材料与定子边沿部分的内锥面接触；转子的圆盘平面上沿中心向外开有渐开线型槽，所述的渐开线型槽为通槽。
本发明具有的有益的效果是：利用圆盘体的转子来代替普通的平面转子，大大减少了转子的工序。通过在圆盘体表面沿中心向外开有渐开线型槽，从而降低了转子的刚度，定、转子运行过程中产生偏心，通过定转子接触面的自适应来减轻电机对加工精度的要求，并保证了定转子之间的良好散热。本发明的超声波电机的效率将普通平面接触的超声波电机的效率由20％提高到25％以上。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2-1是图1中定子的截面示意图；
图2-2是图1中定子的平面示意图；
图3-1是图1中转子的截面示意图；
图3-2是图1中转子的平面示意图。
具体实施方式
如图1所示，锥面浮动转子超声波电机包括固定连接的底座1和端盖2，底座1和端盖2围合成圆柱形的空腔为工作腔，转子4和定子3设置在工作腔内，定子3与底座1固定连接，转子4与定子3活动连接。
输出轴5依次穿过底座1、定子3、转子4和端盖2设置，并与定子3的平面、转子4的平面、底座1的底面和端盖2的顶面垂直，输出轴5与底座1通过前轴承7活动连接、通过后轴承6与端盖2活动连接、与转子4的中心固定连接，输出轴5穿过定子3的中心孔，与定子3间隙配合。
如图2-1和2-2所示，定子3为圆环形铜构件，包括底盘部分3-1和边沿部分3-2，其中边沿部分3-2的表面包括圆环形的上表面3-5和底面3-8以及内侧面3-7、外侧面3-3，其中上表面3-5与内侧面3-7通过内锥面3-6过渡、上表面3-5与外侧面3-3通过外锥面3-4过渡，圆环形的压电片3-9粘贴在定子边沿部分3-2的底面3-8上。底盘部分3-1的中心开有中心孔3-10，底盘部分3-1与底座1固定连接。
如图3-1和3-2所示，转子4为圆盘形，侧壁为锥面，该锥面上涂有耐磨材料4-3，转子4侧壁的耐磨材料4-3与定子边沿部分的内锥面3-6接触。转子4的圆盘平面4-1上沿中心向外开有渐开线型槽4-2，，所述的渐开线型槽4-2为通槽。
该锥面浮动转子超声波电机的转子通过在圆盘平面表面的渐开线型槽降低了转子的刚度，定、转子运行过程中产生偏心，通过定转子接触面的自适应来减轻电机对加工精度的要求，并保证了定转子之间的良好散热，可以将普通平面接触的超声波电机的效率由20％提高到25％以上。
Claims (1)
1.锥面浮动转子超声波电机，包括固定连接的底座和端盖，底座和端盖围合成圆柱形的空腔为工作腔，转子和定子设置在工作腔内，其特征在于：定子与底座固定连接，转子与定子活动连接；
输出轴依次穿过底座、定子、转子和端盖设置，并与定子的平面、转子的平面、底座的底面和端盖的顶面垂直，输出轴与底座通过前轴承活动连接、通过后轴承与端盖活动连接、与转子的中心固定连接，输出轴穿过定子的中心孔，与定子间隙配合；
所述的定子为圆环形铜构件，包括底盘部分和边沿部分，其中边沿部分的表面包括圆环形的上表面和底面以及内侧面、外侧面，其中上表面与内侧面通过内锥面过渡、上表面与外侧面通过外锥面过渡，圆环形的压电片粘贴在定子边沿部分的底面上；底盘部分的中心开有中心孔，底盘部分与底座固定连接；
所述的转子为圆盘形，侧壁为锥面，该锥面上涂有耐磨材料，转子侧壁的耐磨材料与定子边沿部分的内锥面接触；转子的圆盘平面上沿中心向外开有渐开线型槽，所述的渐开线型槽为通槽。
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