CN101984549B - 直线超声电机夹持定位装置 - Google Patents

Abstract

一种直线超声电机夹持定位装置，用于弯振直线超声电机定子的夹持定位，包括定子（1）、动子导轨（2），定子（1）包括两个振子，所述定子（1）的两端固定于开窗外框（3）内，开窗外框（3）的一侧开有矩形窗（31），在矩形窗（31）内有同该矩形窗（31）同样尺寸的矩形块（32），该矩形块（32）能够在矩形窗（31）内移动，并用于给定子（1）、动子导轨（2）施加预压力，在矩形窗（31）面向定子（1）的一侧，安装有导轨滑块（4）和动子导轨（2），动子导轨（2）的运动方向与定子（1）的轴线方向垂直，动子导轨（2）安装在导轨滑块（4）上，并与定子（1）的驱动足接触，支持件（5）安装于对应振子的两相邻压电陶瓷片组之间。该夹持装置的使用给装配带来了方便，解决了因弹簧的使用而需要了的复杂结构，简化了超声电机的整体结构，同时也消除了因弹簧带来的间隙、摩擦等一系列不稳定因素。

Description

直线超声电机夹持定位装置

技术领域

本发明涉及一种新型直线超声电机装配和夹持技术，属超声电机技术领域。

背景技术

直线超声电机是20世纪80年代迅速发展和应用的一种新型微电机，它利用压电元件的逆压电效应和弹性体的超声振动，并通过定子和动子之间的摩擦作用，把弹性体的微幅振动转换成动子的宏观直线（旋转）运动，直接推动负载。它具有结构紧凑、低速大扭矩、响应快、定位精度高和电磁兼容性等优点。在航空航天、武器装备和精密驱动领域有着广泛的应用前景。

目前国内直线超声电机的研究发展很快，清华大学、南京航空航天大学、哈尔滨工业大学等高校先后对直线超声电机展开了研究。在中国专利网上，从2004年开始陆续刊登了环形驻波直线超声电机【200510046044.9】、棱柱型纵弯复合振子直线超声电机【200610132316.1】、三角形弯板式压电直线超声电机 【200710045921.X】、H形驻波直线超声电机振子【200820014739.8】等。 近年来，南京航空航天大学研制成功了圆柱结构双轮足驱动直线超声电机及电激励方法 【200710020963.8】、基于连续变幅杆原理的K形直线超声电机【200810124426.2】等。但是现有的超声电机尚有输出功率小、效率低、寿命短等不足。经查阅，有些直线超声电机需要靠弹簧与刚体组成复杂结构进行夹持，而且设置不恰当，会产生多余的移动和转动，不能保证电机的正常运行。

直线超声电机定子的夹持状态是影响其的稳定性和输出效率的重要因素。目前直线超声电机主要通过弹簧支撑定子或定子的支持件进行夹持。这种夹持方法在支持件和用于固定定子的外框之间不可避免的存在间隙；工作中的超声电机在夹持部分存在相对摩擦作用，增加了定子振动的非线性；需要考虑弹簧的安装位置，占用大量的结构空间，同时加工耗时、装配复杂。

目前超声电机的夹持的研究报道很少，这方面的专利也很少。专利【CN101728972A】、基于连续变幅杆原理的K形直线超声电机的夹持定位装置提出了关于直线超声电机的夹持方法，该方法仍然是基于弹簧和导轨的夹持方式。本发明将电机结构简化为定子、动子、夹持部件和装载部件四部分，夹持部件包括夹持件和连接螺钉，定子通过夹持件、柔性铰链固定在夹框上。本项发明提高了电机结构的稳定性，优化了以前的夹持装置。另外，通过柔性铰链代替弹簧的作用，且消除了间隙和定子与外框的非线性接触。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新直线超声电机的夹持方法。简化了超声电机的整体结构，同时也消除了因弹簧带来的间隙、摩擦等一系列不稳定因素。

本发明通过以下技术方案实现发明目的：

一种直线超声电机夹持定位装置，用于弯振直线超声电机定子的夹持定位，包括定子、动子导轨，定子包括两个振子，所述定子的两端固定于开窗外框内，开窗外框的一侧开有矩形窗，在矩形窗内有同该矩形窗同样尺寸的矩形块，该矩形块能够在矩形窗内移动，并用于给定子、动子导轨施加预压力，在矩形窗面向定子的一侧，安装有导轨滑块和动子导轨，动子导轨的运动方向与定子的轴线方向垂直，动子导轨安装在导轨滑块上，并与定子的驱动足接触，支持件安装于对应振子的两相邻压电陶瓷片组之间。

所述支持件包括矩形板和柔性圆弧片段组成，柔性圆弧片段一端与矩形板的一边连接；另一端有开有圆形通孔，并通过圆形通孔固定于开窗外框上，支持件安装于对应振子的两相邻压电陶瓷片组之间，并通过预紧螺栓固定在一起。

有益效果：

弯振直线超声电机的柔性加持为一端为正方刚体一端为柔性圆弧片段，正方体处由螺栓连接定子，柔性圆弧片段由螺栓固定在外框上。通过压紧定子，拉紧柔形圆弧片段，从而固定住定子达到夹持作用。该夹持的使用给装配带来了方便，解决了因弹簧的使用而需要了的复杂结构，简化了超声电机的整体结构，同时也消除了因弹簧带来的间隙、摩擦等一系列不稳定因素。

附图说明

图1是本发明的用于弯振直线超声电机夹持装置的结构示意图方式。

图2是本发明的用于弯振直线超声电机夹持外框的结构示意图方式。

图3是本发明的定子与支持件作用关系示意图。

图4是本发明的支持件的结构示意图。

图中标号名称：1.定子；2.动子导轨；3. 开窗外框；4.滑块；5. 支持件；6. 预紧螺栓；51. 矩形板；52.柔性圆弧片段；31.矩形窗；32.矩形块

具体实施方式

如图1所示，用于弯振直线超声电机定子的夹持定位，包括定子1、动子导轨2，定子1包括两个振子，定子1的两端固定于开窗外框3内，开窗外框3的一侧开有矩形窗31，在矩形窗31内有同该矩形窗31同样尺寸的矩形块32，该矩形块32能够在矩形窗31内移动，并用于给定子1、动子导轨2施加预压力，在矩形窗31面向定子1的一侧，安装有导轨滑块4和动子导轨2，动子导轨2的运动方向与定子1的轴线方向垂直，动子导轨2安装在导轨滑块4上，并与定子1的驱动足接触，支持件5安装于对应振子的两相邻压电陶瓷片组之间。

支持件5包括矩形板51和柔性圆弧片段52组成，柔性圆弧片段52一端与矩形板51的一边连接；另一端有开有圆形通孔，并通过圆形通孔固定于开窗外框3上，支持件5安装于对应振子的两相邻压电陶瓷片组之间，并通过预紧螺栓6固定在一起。

弯振直线超声电机的定子1整体通过两个支持件5安装于开窗外框3内部，并通过矩形块32在矩形窗31内移动施加预压力。支持件5两端的柔性铰链在给定子1、动子导轨2施加预压力时起弹簧作用。

Claims (2)

1.一种直线超声电机夹持定位装置，用于弯振直线超声电机定子的夹持定位，包括定子(1)、动子导轨(2)，定子(1)包括两个振子，其特征在于：所述定子(1)的两端固定于开窗外框(3)内，开窗外框(3)的一侧开有矩形窗(31)，在矩形窗(31)内有同该矩形窗(31)同样尺寸的矩形块(32)，该矩形块(32)能够在矩形窗(31)内移动，并用于给定子(1)、动子导轨(2)施加预压力，在矩形窗(31)面向定子(1)的一侧，安装有导轨滑块(4)和动子导轨(2)，动子导轨(2)的运动方向与定子(1)的轴线方向垂直，动子导轨(2)安装在导轨滑块(4)上，并与定子(1)的驱动足接触，支持件(5)安装于对应振子的两相邻压电陶瓷片组之间。

2.根据权利要求1所述的夹持定位装置，其特征在于：所述支持件(5)包括矩形板(51)和柔性圆弧片段(52)组成，柔性圆弧片段(52)一端与矩形板(51)的一边连接；另一端开有圆形通孔，并通过圆形通孔固定于开窗外框(3)上，支持件(5)通过预紧螺栓(6)固定在一起。

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