CN105587788B - 贴片式模态转换增扭调速离合装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种贴片式模态转换增扭调速离合装置及其控制方法，以解决当前超声波离合器实现功能单一、不可增扭调速等技术问题。本发明包括上箱体、下箱体、输入轴、轴端组件、滑动支撑组件、离合激振组件、预紧组件、输出轴、连接组件和紧固螺栓，离合激振组件包括固定盘、激振杆和摩擦板，激振杆设置有模态转换器结构，矩形压电陶瓷片采用d ₃₁激振模式。施加超声频段激励电信号于矩形压电陶瓷片，通过模态转换器激发激振杆和摩擦板分别产生扭振和弯振模态，利用振动模态叠加耦合，产生行波形成驱动摩擦力，可实现装置的离合控制与增扭调速。本发明具有结构简单紧凑、可增扭调速等技术优势，在机械传动与制动技术领域具有广阔应用前景。

Description

贴片式模态转换增扭调速离合装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种贴片式模态转换增扭调速离合装置及其控制方法，属于机械传动与制动技术领域。

背景技术

离合器主要是用于实现动力机械各传动系之间运动或动力的传递与切断，一般安装在发动机与变速器之间，是动力机械传动系中直接与发动机相联系的总成件；根据工作原理与实现方式的不同，传统离合器主要分为电磁式离合器、磁粉式离合器、摩擦式离合器和液力式离合器四种类型。随着科学技术的飞速发展，开发具有抗电磁干扰、运动稳定性好、结构简单、易于微型化等技术特点的新型离合器装置，已成为当前机械传动与制动技术领域中亟待解决的关键技术问题之一，超声波离合器就是在这样的技术背景下应运而生。与传统离合器相比，因其具有响应速度快、无电磁干扰、运动稳定性好以及结构装配尺寸小等技术优点，有望广泛应用于机械传动与制动技术领域。

中国实用新型专利《压电陶瓷摩擦离合制动器》，授权公告号为 CN 2304785Y，授权公告日为1999年1月20日，公开的一种压电陶瓷摩擦离合制动器，主要由摩擦传动和驱动两部分组成，摩擦传动是由主、从动件构成，驱动部分是由压电陶瓷晶片和电极板叠置构成，驱动部分端部装有力传递机构，它为杠杆机构，装在主动件上，摩擦蹄片固定在力传递机构上，其圆弧部分与从动件的内表面构成摩擦副，主动件与从动件之间由轴承联接，主动件的端部装有驱动部分电源输入件；中国发明专利《一种模组化超声波离合与刹车装置》，授权公告号为 CN 100343545C，授权公告日为2007年10月17日，公开的一种模组化超声波离合与刹车装置，主要由控制电源组、驱动元件、从动元件、支撑架组、预力调节装置、固定座以及支座组成，该驱动元件与该从动元件均为包括所有压电元件的装置，且于该装置的结合面相互紧压、接触，故在离合应用时的负载端会伴随马达轴心而同步转动，及在刹车应用时的负载端会有制动效果，当压电元件加入交流电源时，则该装置的结合面会因压电元件受到逆压电效应的作用而产生机械振动而相分离，故在离合应用时的负载端会停止转动，及在刹车应用时的负载端无法产生制动效果；中国发明专利《基于超声悬浮力控制的离合器》，授权公告号为 CN 100424369C，授权公告日为2008年10月8日，公开的一种基于超声悬浮力控制的离合器，由主动旋转盘、被动旋转盘、压电陶瓷片、复位弹簧和高频电源组成，被动旋转盘扣合在主动旋转盘的圆环体内，主动旋转盘的端面与被动旋转盘的一个端面相接触，压电陶瓷片固定在被动旋转盘的另一个端面上，高频电源连接在压电陶瓷片的接线端上，复位弹簧设置在主动旋转盘或被动旋转盘上使主动旋转盘和被动旋转盘保持接触。

上述几种实现方式的超声波离合器装置，虽能实现离合动作的产生与速度扭矩的传递，但其无法对离合器装置所传递的扭矩与速度进行调节与控制，致使上述实现方式的超声波离合器装置存在装置实现功能单一、不可增扭调速等技术问题，限制其在机械传动与制动技术领域的应用与发展。

发明内容

为解决当前超声波离合器存在装置实现功能单一、不可增扭调速等技术问题，本发明公开了一种贴片式模态转换增扭调速离合装置及其控制方法。

本发明所采用的技术方案是：所述贴片式模态转换增扭调速离合装置包括上箱体、下箱体、输入轴、轴端组件、滑动支撑组件、离合激振组件、预紧组件、输出轴、连接组件和紧固螺栓。

所述上箱体两侧端部沿圆周方向均匀设置有n个螺纹孔结构，其中n为大于等于1的整数；所述上箱体肋板中部设置有半圆形支撑座结构，所述上箱体与下箱体连接凸缘处沿上箱体周向设置有m个通孔结构，其中m为大于1的整数。所述下箱体两侧端部沿圆周方向均匀设置有n个螺纹孔结构，所述下箱体肋板中部设置有半圆形支撑座结构，所述下箱体与上箱体连接凸缘处沿下箱体周向设置有m个通孔结构，所述下箱体固定底座处沿下箱体周向设置有k个沉头螺纹孔结构，其中k为大于1的整数。所述输入轴为阶梯轴结构，所述输入轴一侧端部设置有键槽结构，所述输入轴靠近键槽结构一侧设置有集流环结构，所述输入轴外圆周表面沿轴线方向设置有通槽结构，所述输入轴靠近键槽结构一侧设置有沟槽结构，所述输入轴靠近另一侧端部的外圆周表面上设置有导向平键槽结构，所述输入轴靠近导向平键槽一侧设置有外螺纹结构，所述输入轴靠近外螺纹结构一侧设置有轴肩结构，所述输入轴沟槽结构与轴肩结构之间的外圆周表面与轴端组件中深沟球轴承过盈配合连接。所述轴端组件由深沟球轴承、轴用弹性挡圈、端盖、套杯和毛毡组成；所述端盖为法兰结构，所述端盖沿圆周方向均匀设置有2m个通孔结构，所述端盖一侧端面设置有中心通孔结构，所述端盖中心通孔结构内侧设置有梯形截面环槽结构；所述套杯为一侧端部设置有法兰的薄壁圆环结构，所述套杯沿圆周方向均匀设置有2m个通孔结构，所述套杯另一侧端部设置有内凸缘结构；所述毛毡为梯形截面圆环结构。所述滑动支撑组件包括输入端滑动支撑组件和输出端滑动支撑组件。所述输入端滑动支撑组件由轴瓦、导向平键、调节螺母和滑套组成；所述轴瓦为薄壁圆环结构，所述轴瓦两侧端部设置有凸缘结构，所述轴瓦内圆周表面与花键套或滑套配合连接，所述滑套为一侧端部设有法兰的空心圆柱体结构，所述滑套法兰四周沿圆周方向均匀设置有k个通孔结构，其中k为大于等于1的整数；所述滑套另一侧端部设置有沉头孔结构，所述滑套内孔设置有导向平键槽结构，所述滑套外圆周表面上设置有通孔结构。所述输出端滑动支撑组件由轴瓦和花键套组成；所述花键套为一侧端部设置有法兰的中空圆柱体结构，所述花键套四周沿圆周方向均匀设置有k个通孔结构，所述花键套外圆周表面设置有通孔结构，所述花键套中空圆柱体内侧设置有花键槽结构。所述离合激振组件由固定盘、激振杆和摩擦板组成；所述固定盘为圆盘结构，所述固定盘端面沿圆周方向均匀设置有k个通孔结构，所述固定盘端面设置有p个沉头螺纹孔结构，其中p为大于等于1的整数；所述激振杆为圆柱体结构，所述激振杆两侧端部表面均设置有p个螺纹孔结构，所述激振杆靠近一侧端部外圆周表面沿圆周方向均匀设置有模态转换器结构，所述激振杆外圆周表面上的模态转换器结构可为阵列多个矩形槽结构、阵列多个圆孔结构或阵列多个螺旋槽结构；所述激振杆靠近另一侧端部外圆周表面沿圆周方向均匀设置有j个外平面结构，其中j为大于等于1的整数；所述矩形压电陶瓷片为d ₃₁激振模式的矩形压电陶瓷片，且其沿厚度方向极化；所述布置于激振体外平面上的j个矩形压电陶瓷片形变方向均与激振杆中心轴线均成平行布置关系；所述摩擦板为圆盘结构，所述摩擦板端部表面靠近中心位置设有p个沉头螺纹孔结构。所述预紧组件由挡板、预紧弹簧和预紧螺母组成；所述挡板为圆盘结构，所述挡板中心位置设有通孔结构；所述预紧螺母旋合连接于输出轴的外螺纹；所述预紧弹簧套接于输出轴的外圆周表面。所述输出轴为阶梯轴结构；所述输出轴一侧端部设置有键槽结构，所述输出轴靠近键槽结构一侧设置有集流环结构，所述输出轴外圆周表面沿轴线方向设置有通槽结构，所述输出轴另一侧端部沿圆周方向设置有花键结构，所述输出轴靠近键槽结构一侧设置有沟槽结构，所述输出轴靠近花键结构一侧设置有外螺纹结构，所述输出轴沟槽结构与外螺纹结构之间设置有轴肩结构，所述输出轴沟槽结构与轴肩结构之间的外圆周表面与轴端组件中的深沟球轴承过盈配合连接。所述连接组件由螺栓和螺母组成。

所述布置于离合激振组件中一侧激振杆上的矩形压电陶瓷片构成激振组A1，所述布置于离合激振组件中另一侧激振杆上的矩形压电陶瓷片构成激振组A2，所述激振组A1与激振组A2构成激振组A。

所述一种用于本发明贴片式模态转换增扭调速离合装置实现离合控制与增扭调速的控制方法具体为：所述激振组A1或所述激振组A2或所述激振组A1与激振组A2通以某一超声频段（一般大于16 kHz）内的交流激励电信号，所述交流激励电信号可为正弦、方波或锯齿波等周期电信号。

本发明的有益效果是：施加交流激励电信号于激振杆上的矩形压电陶瓷片，通过模态转换器结构激发激振杆和摩擦板分别产生扭转和弯曲振动模态，利用振动模态的叠加耦合，产生驱动行波，形成驱动摩擦力，通过调节激励电信号的幅值大小与相位差，可实现本发明离合装置的离合控制与增扭调速功能。本发明具有结构简单紧凑、电磁兼容性好、传递扭矩/转速灵活可控等技术优势，在机械传动与制动技术领域中具有广阔的应用前景。

附图说明

图1所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的剖视图；

图2所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的箱盖的剖视图；

图3所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的箱盖的俯视图；

图4所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的箱盖的侧视图；

图5所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的箱体的剖视图；

图6所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的箱体的俯视图；

图7所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的箱体的剖视图

图8所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的输入轴的主视图；

图9所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的轴端组件中端盖的剖视图；

图10所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的轴端组件中端盖的主视图；

图11所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的轴端组件中套杯的剖视图；

图12所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的轴端组件中套杯的主视图；

图13所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的输入端滑动支撑组件中滑套的剖视图；

图14所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的输入端滑动支撑组件中滑套的主视图；

图15所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的输出端滑动支撑组件中花键套的剖视图；

图16所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的输出端滑动支撑组件中花键套的主视图；

图17所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的输入端滑动支撑组件与输出端滑动支撑组件中轴瓦的剖视图；

图18所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的输入端滑动支撑组件与输出端滑动支撑组件中轴瓦的主视图；

图19所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的离合激振组件的局部剖视图；

图20所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的离合激振组件的侧视图；

图21所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的离合激振组件中固定盘的主视图；

图22所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的离合激振组件中固定盘的剖视图；

图23所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的离合激振组件中激振杆的局部剖视图；

图24所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的离合激振组件中激振杆的剖视图；

图25所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的离合激振组件中摩擦板的主视图；

图26所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的离合激振组件中摩擦板的剖视图；

图27所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的预紧组件中挡板的主视图；

图28所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的预紧组件中挡板的剖视图；

图29所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的输出轴的主视图；

图30所示为本发明提出的一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的输出轴的侧视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1~图30说明本实施方式。本实施方式提供了一种贴片式模态转换增扭调速离合装置的具体实施方案。所述贴片式模态转换增扭调速离合装置主要由上箱体1、下箱体2、输入轴3、轴端组件4、滑动支撑组件5、离合激振组件6、预紧组件7、输出轴8、连接组件9和紧固螺栓10组成。

所述上箱体1为铸造箱体结构；所述上箱体1两侧端部沿圆周方向均匀设置有n个螺纹孔1-1结构，其用于通过紧固螺栓10实现轴端组件4中端盖4-3和套杯4-4与上箱体1的固定连接，其中n为大于等于1的整数；所述上箱体1肋板中部设置有半圆形支撑座1-2结构，其用于实现滑动支撑组件5中轴瓦5-1-1或5-2-1的紧固连接；所述上箱体1与下箱体2连接凸缘处沿上箱体1周向设置有m个通孔1-3结构，其用于通过连接组件9实现上箱体1与下箱体2的紧固连接，其中m为大于1的整数。

所述下箱体2为铸造箱体结构；所述下箱体2两侧端部沿圆周方向均匀设置有n个螺纹孔2-2结构，其用于通过紧固螺栓10实现轴端组件4中端盖4-3和套杯4-4与下箱体2的固定连接；所述下箱体2肋板中部设置有半圆形支撑座2-1结构，其用于实现滑动支撑组件5中轴瓦5-1-1或5-2-1的紧固连接；所述下箱体2与上箱体1连接凸缘处沿下箱体2周向设置有m个通孔2-4结构，其用于通过连接组件9实现下箱体2与上箱体1的紧固连接；所述下箱体2固定底座处沿下箱体2周向设置有k个沉头螺纹孔2-3结构，其用于通过紧固螺栓10实现下箱体2的固定连接，其中k为大于1的整数。

所述输入轴3为阶梯轴结构；所述输入轴3一侧端部设置有键槽3-1结构，其用于通过键连接实现外部动力源的输入；所述输入轴3靠近键槽3-1结构一侧设置有集流环3-5结构，其用于通电导线的布置；所述输入轴3外圆周表面沿轴线方向设置有通槽3-8结构，其用于通电导线的引出；所述输入轴3靠近键槽3-1结构一侧设置有沟槽3-2结构，其用于与轴端组件4中轴用弹性挡圈4-2配合连接实现输入轴3一个方向的轴向定位；所述输入轴3靠近另一侧端部的外圆周表面上设置有导向平键槽3-7结构，其用于与输入端滑动支撑组件5-1中导向平键5-1-2配合连接实现本发明运动与动力的传递；所述输入轴3靠近导向平键槽3-7一侧设置有外螺纹3-6结构，其用于与输入端滑动支撑组件5-1中调节螺母5-1-3旋合连接可实现本发明预紧力的调节；所述输入轴3靠近外螺纹3-6结构一侧设置有轴肩3-4结构，其用于与轴端组件4中深沟球轴承4-1配合连接实现输入轴3另一个方向的轴向定位；所述输入轴3沟槽3-2结构与轴肩3-4结构之间的外圆周表面3-3用于与轴端组件4中深沟球轴承4-1过盈配合连接，实现输入轴3的安装支撑与轴向定位。

所述轴端组件4包括深沟球轴承4-1、轴用弹性挡圈4-2、端盖4-3、套杯4-4和毛毡4-5；所述深沟球轴承4-1用于实现输入轴3的安装支撑与轴向定位；所述轴用弹性挡圈4-2用于与输入轴3上的沟槽3-2结构配合连接实现输入轴3一个方向的轴向定位；所述端盖4-3为法兰结构，其用于通过紧固螺栓10的固定连接实现深沟球轴承4-1一个方向的轴向定位；所述端盖4-3沿圆周方向均匀设置有2m个通孔4-3-1结构，其用于通过紧固螺栓10实现端盖4-3与上箱体1和下箱体2的紧固连接；所述端盖4-3一侧端面设置有中心通孔4-3-3结构，其用于实现输入轴3的安装布置；所述端盖4-3中心通孔4-3-3结构内侧设置有梯形截面环槽4-3-2结构，其用于与毛毡4-5配合连接实现本发明的防尘密封；所述套杯4-4为一侧端部设置有法兰的薄壁圆环结构，所述套杯4-4沿圆周方向均匀设置有2m个通孔4-4-2结构，其用于通过紧固螺栓10实现与上箱体1和下箱体2的紧固连接；所述套杯4-4另一侧端部设置有内凸缘4-4-1结构，其用于通过紧固螺栓10的固定连接实现深沟球轴承4-1另一个方向的轴向定位；所述毛毡4-5为梯形截面圆环结构，其用于与端盖4-3上环槽4-3-2结构配合连接实现本发明的防尘密封。

所述滑动支撑组件5包括输入端滑动支撑组件5-1和输出端滑动支撑组件5-2。所述输入端滑动支撑组件5-1由轴瓦5-1-1、导向平键5-1-2、调节螺母5-1-3和滑套5-1-4组成；所述轴瓦5-1-1为薄壁圆环结构，布置于上箱体1与下箱体2的支撑座1-2与支撑座2-1中；所述轴瓦5-1-1两侧端部设置有凸缘5-1-1-1结构，其用于通过与上箱体1与下箱体2的支撑座1-2与支撑座2-1配合连接实现轴瓦5-1-1的轴向定位；所述轴瓦5-1-1内圆周表面5-1-1-2用于与花键套5-2-2或滑套5-1-4配合连接实现花键套5-2-2或滑套5-1-4的轴向或旋转运动；所述导向平键5-1-2选择用A型导向平键；所述滑套5-1-4为一侧端部设有法兰的空心圆柱体结构，所述滑套5-1-4法兰四周沿圆周方向均匀设置有k个通孔5-1-4-1结构，其用于通过连接组件9实现与离合激振组件6中固定盘6-1的紧固连接，其中k为大于等于1的整数；所述滑套5-1-4另一侧端部设置有沉头孔5-1-4-2结构，其用于实现输入轴3外螺纹3-6结构的间隙配合；所述滑套5-1-4内孔5-1-4-4设置有导向平键槽5-1-4-3结构，其用于通过导向平键5-1-2连接实现本发明运动与动力的传递；所述滑套5-1-4外圆周表面上设置有通孔5-1-4-5结构，其用于通电导线的引出。所述输出端滑动支撑组件5-2由轴瓦5-2-1和花键套5-2-2组成；所述花键套5-2-2为一侧端部设置有法兰的中空圆柱体结构，所述花键套5-2-2法兰四周沿圆周方向均匀设置有k个通孔5-2-2-1结构，其用于通过连接组件9实现与离合激振组件6中固定盘6-1的紧固连接；所述花键套5-2-2外圆周表面设置有通孔5-2-2-3结构，其用于通电导线的引出；所述花键套5-2-2中空圆柱体内侧设置有花键槽5-2-2-2结构，其用于与输出轴8的花键8-1结构配合连接实现本发明运动与动力的传递。

所述离合激振组件6包括固定盘6-1、激振杆6-2和摩擦板6-3；所述固定盘6-1为圆盘结构；所述固定盘6-1端面沿圆周方向均匀设置有k个通孔6-1-2结构，其用于通过连接组件9实现与滑动支撑组件5中导套5-1-4或花键套5-2-2的紧固连接；所述固定盘6-1端面设置有p个沉头螺纹孔6-1-1结构，其用于通过紧固螺栓10实现与激振杆6-2的紧固连接，其中p为大于等于1的整数；所述激振杆6-2为圆柱体结构；所述激振杆6-2两侧端部表面均设置有p个螺纹孔6-2-4结构，其用于通过紧固螺栓10实现与固定盘6-1和摩擦板6-3的紧固连接；所述激振杆6-2靠近一侧端部外圆周表面沿圆周方向均匀设置有模态转换器6-2-1结构，其用于实现矩形压电陶瓷片6-2-2激发的纵振模态与激振杆6-2扭转模态的转换；所述激振杆6-2外圆周表面上的模态转换器6-2-1结构可为阵列多个矩形槽结构、阵列多个圆孔结构或阵列多个螺旋槽结构；所述激振杆6-2靠近另一侧端部外圆周表面沿圆周方向均匀设置有j个外平面6-2-3结构，其用于通过环氧树脂胶实现矩形压电陶瓷片6-2-2的固定连接，其中j为大于等于1的整数；所述矩形压电陶瓷片6-2-2为d ₃₁激振模式的矩形压电陶瓷片，且其沿厚度方向极化；所述布置于激振体外平面6-2-3上的j个矩形压电陶瓷片6-2-2形变方向均与激振杆6-2中心轴线成平行布置关系；所述摩擦板6-3为圆盘结构；所述摩擦板6-3端部表面靠近中心位置设有p个沉头螺纹孔6-3-1结构，其用于通过紧固螺栓10实现与激振杆6-2的紧固连接。

所述预紧组件7包括挡板7-1、预紧弹簧7-2和预紧螺母7-3；所述挡板7-1为圆盘结构，其通过与预紧弹簧7-2配合连接实现本发明预紧力的施加；所述挡板7-1中心位置设有通孔7-1-1结构，其用于输出轴8的布置安装；所述预紧螺母7-3旋合连接于输出轴8的外螺纹8-2，所述预紧弹簧7-2套接于输出轴8的外圆周表面，所述预紧弹簧7-2通过与挡板7-1和预紧螺母7-3配合连接实现本发明预紧力的产生与施加。

所述输出轴8为阶梯轴结构；所述输出轴8一侧端部设置有键槽8-6结构，其用于通过键连接实现本发明运动与动力的输出；所述输出轴8靠近键槽8-6结构一侧设置有集流环8-8结构，其用于通电导线的布置；所述输出轴8外圆周表面沿轴线方向设置有通槽8-7结构，其用于通电导线的引出；所述输出轴8另一侧端部沿圆周方向设置有花键8-1结构，其用于与输出端滑动支撑组件5-2中的花键套5-2-2配合连接实现本发明运动与动力的传递；所述输出轴8靠近键槽8-6结构一侧设置有沟槽8-5结构，其用于与轴端组件4中的轴用弹性挡圈4-2配合连接实现输出轴8一个方向的定位；所述输出轴8靠近花键8-1结构一侧设置有外螺纹8-2结构，其用于通过与预紧组件7中的预紧螺母7-3旋合连接实现本发明预紧力的产生和施加；所述输出轴8的沟槽8-5结构与外螺纹8-2结构之间设置有轴肩8-3结构，其用于与轴端组件4中的深沟球轴承4-1配合连接实现输出轴8另一个方向的轴向定位；所述输出轴8沟槽8-5结构与轴肩8-3结构之间的外圆周表面8-4用于与轴端组件4中的深沟球轴承4-1过盈配合连接，实现输出轴8的安装支撑与轴向定位。

所述连接组件9包括螺栓9-1和螺母9-2；所述连接组件9中的螺栓9-1与螺母9-2旋合连接实现其他结构件的紧固连接与固定安装。

所述布置于离合激振组件6中一侧激振杆6-2上的矩形压电陶瓷片6-2-2构成激振组A1，所述布置于离合激振组件6中另一侧激振杆6-2上的矩形压电陶瓷片6-2-2构成激振组A2，所述激振组A1与激振组A2构成激振组A。

具体实施方式二：本实施方式提供了一种用于贴片式模态转换增扭调速离合装置实现离合控制与增扭调速的控制方法的具体实施方案。

所述一种用于贴片式模态转换增扭调速离合装置实现离合控制与增扭调速的控制方法的具体实施方案为：所述激振组A1或所述激振组A2或所述激振组A1与激振组A2通以某一超声频段（一般大于16 kHz）内的交流激励电信号，所述交流激励电信号可为正弦、方波或锯齿波等周期电信号。

本发明实现离合控制与增扭调速的原理为：所述激振组A激发的纵向振动激励摩擦板6-3产生弯曲振动模态，所述激发激振组A激发的纵向振动通过激振杆6-2上的模态转换器6-2-1结构激励激振杆6-2产生扭转振动模态，利用振动模态的叠加耦合，在摩擦板6-3与摩擦板6-3的接触表面上产生驱动行波，形成驱动摩擦力，通过调节激振组A的激励电信号幅值大小及相位差，可实现本发明离合装置的离合控制与增扭调速控制。

Claims (2)

1.一种贴片式模态转换增扭调速离合装置，由上箱体(1)、下箱体(2)、输入轴(3)、轴端组件(4)、滑动支撑组件(5)、离合激振组件(6)、预紧组件(7)、输出轴(8)、连接组件(9)和紧固螺栓(10)组成；所述上箱体(1)两侧端部沿圆周方向均匀设置有n个螺纹孔(1-1)结构，其中n为大于等于1的整数，所述上箱体(1)肋板中部设置有半圆形支撑座(1-2)结构，所述上箱体(1)与下箱体(2)连接凸缘处沿上箱体(1)周向设置有m个通孔(1-3)结构，其中m为大于1的整数；所述下箱体(2)两侧端部沿圆周方向均匀设置有n个螺纹孔(2-2)结构，所述下箱体(2)肋板中部设置有半圆形支撑座(2-1)结构，所述下箱体(2)与上箱体(1)连接凸缘处沿下箱体(2)周向设置有m个通孔(2-4)结构，所述下箱体(2)固定底座处沿下箱体(2)周向设置有k个沉头螺纹孔(2-3)结构，其中k为大于1的整数；所述输入轴(3)为阶梯轴结构，所述输入轴(3)一侧端部设置有键槽(3-1)结构，所述输入轴(3)靠近键槽(3-1)结构一侧设置有沟槽(3-2)结构，所述输入轴(3)靠近键槽(3-1)结构一侧设置有集流环(3-5)结构，所述输入轴(3)外圆周表面沿轴线方向设置有通槽(3-8)结构，所述输入轴(3)靠近另一侧端部的外圆周表面上设置有导向平键槽(3-7)结构，所述输入轴(3)靠近导向平键槽(3-7)一侧设置有外螺纹(3-6)结构，所述输入轴(3)靠近外螺纹(3-6)结构一侧设置有轴肩(3-4)结构，所述输入轴(3)沟槽(3-2)结构与轴肩(3-4)结构之间的外圆周表面(3-3)轴端组件(4)中深沟球轴承(4-1)过盈配合连接；所述轴端组件(4)包括深沟球轴承(4-1)、轴用弹性挡圈(4-2)、端盖(4-3)、套杯(4-4)和毛毡(4-5)，所述端盖(4-3)为法兰结构，所述端盖(4-3)沿圆周方向均匀设置有2m个通孔(4-3-1)结构，所述端盖(4-3)一侧端面设置有中心通孔(4-3-3)结构，所述端盖(4-3)中心通孔(4-3-3)结构内侧设置有梯形截面环槽(4-3-2)结构；所述套杯(4-4)为一侧端部设置有法兰的薄壁圆环结构，所述套杯(4-4)沿圆周方向均匀设置有2m个通孔(4-4-2)结构，所述套杯(4-4)另一侧端部设置有内凸缘(4-4-1)结构；所述毛毡(4-5)为梯形截面圆环结构；所述滑动支撑组件(5)包括输入端滑动支撑组件(5-1)和输出端滑动支撑组件(5-2)，所述输入端滑动支撑组件(5-1)由轴瓦(5-1-1)、导向平键(5-1-2)、调节螺母(5-1-3)和滑套(5-1-4)组成，所述轴瓦(5-1-1)为薄壁圆环结构，布置于上箱体(1)与下箱体(2)的支撑座(1-2)与支撑座(2-1)中，所述轴瓦(5-1-1)两侧端部设置有凸缘(5-1-1-1)结构，所述轴瓦(5-1-1)内圆周表面(5-1-1-2)与花键套(5-2-2)或滑套(5-1-4)配合连接，所述滑套(5-1-4)为一侧端部设有法兰的空心圆柱体结构，所述滑套(5-1-4)法兰四周沿圆周方向均匀设置有k个通孔(5-1-4-1)结构，其中k为大于等于1的整数，所述滑套(5-1-4)另一侧端部设置有沉头孔(5-1-4-2)结构，所述滑套(5-1-4)内孔(5-1-4-4)设置有导向平键槽(5-1-4-3)结构，所述滑套(5-1-4)外圆周表面上设置有通孔(5-1-4-5)结构，所述输出端滑动支撑组件(5-2)由轴瓦(5-2-1)和花键套(5-2-2)组成，所述花键套(5-2-2)为一侧端部设置有法兰的中空圆柱体结构，所述花键套(5-2-2)四周沿圆周方向均匀设置有k个通孔(5-2-2-1)结构，所述花键套(5-2-2)外圆周表面设置有通孔(5-2-2-3)结构，所述花键套(5-2-2)中空圆柱体内侧设置有花键槽(5-2-2-2)结构；所述离合激振组件(6)包括固定盘(6-1)、激振杆(6-2)、摩擦板(6-3)和压电元件(6-4)，所述固定盘(6-1)为圆盘结构，所述固定盘(6-1)端面沿圆周方向均匀设置有k个通孔(6-1-2)结构，所述固定盘(6-1)端面设置有p个沉头螺纹孔(6-1-1)结构，其中p为大于等于1的整数；所述激振杆(6-2)为圆柱体结构，所述激振杆(6-2)两侧端部表面均设置有p个螺纹孔(6-2-4)结构，所述激振杆(6-2)靠近一侧端部外圆周表面沿圆周方向均匀设置有模态转换器(6-2-1)结构，所述激振杆(6-2)外圆周表面上的模态转换器(6-2-1)结构可为阵列多个矩形槽结构、阵列多个圆孔结构或阵列多个螺旋槽结构，所述激振杆(6-2)靠近另一侧端部外圆周表面沿圆周方向均匀设置有j个外平面(6-2-3)结构，其中j为大于等于1的整数，所述矩形压电陶瓷片(6-2-2)为d₃₁激振模式的矩形压电陶瓷片，且其沿厚度方向极化，所述布置于激振体外平面(6-2-3)上的j个矩形压电陶瓷片(6-2-2)形变方向均与激振杆(6-2)中心轴线成平行布置关系；所述摩擦板(6-3)为圆盘结构，所述摩擦板(6-3)端部表面靠近中心位置设有p个沉头螺纹孔(6-3-1)结构；所述预紧组件(7)包括挡板(7-1)、预紧弹簧(7-2)和预紧螺母(7-3)，所述挡板(7-1)为圆盘结构，所述挡板(7-1)中心位置设有通孔(7-1-1)结构，所述预紧螺母(7-3)旋合连接于输出轴(8)的外螺纹(8-2)，所述预紧弹簧(7-2)套接于输出轴(8)的外圆周表面；所述输出轴(8)为阶梯轴结构，所述输出轴(8)一侧端部设置有键槽(8-6)结构，所述输出轴(8)靠近键槽(8-6)结构一侧设置有集流环(8-8)结构，所述输出轴(8)外圆周表面沿轴线方向设置有通槽(8-7)结构，所述输出轴(8)另一侧端部沿圆周方向设置有花键(8-1)结构，所述输出轴(8)靠近键槽(8-6)结构一侧设置有沟槽(8-5)结构，所述输出轴(8)靠近花键(8-1)结构一侧设置有外螺纹(8-2)结构，所述输出轴(8)的沟槽(8-5)结构与外螺纹(8-2)结构之间设置有轴肩(8-3)结构，所述输出轴(8)沟槽(8-5)结构与轴肩(8-3)结构之间的外圆周表面(8-4)与轴端组件(4)中的深沟球轴承(4-1)过盈配合连接；所述连接组件(9)包括螺栓(9-1)和螺母(9-2)；所述布置于离合激振组件(6)中一侧激振杆(6-2)上的矩形压电陶瓷片(6-2-2)构成激振组A1，所述布置于离合激振组件(6)中另一侧激振杆(6-2)上的矩形压电陶瓷片(6-2-2)构成激振组A2，所述激振组A1与激振组A2构成激振组A。

2.一种如权利要求1所述的贴片式模态转换增扭调速离合装置的控制方法，其特征在于：为一种用于贴片式模态转换增扭调速离合装置实现离合动作与增扭调速的控制方法，所述一种用于贴片式模态转换增扭调速离合装置实现离合动作与增扭调速的控制方法具体为：激振组A1或激振组A2或所述激振组A1与激振组A2通以大于16kHz超声频段内的交流激励电信号，交流激励电信号为正弦、方波或锯齿波周期电信号。