CN108599617B - 一种用于超声微马达的预紧力加载结构 - Google Patents
一种用于超声微马达的预紧力加载结构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种用于超声微马达的预紧力加载结构，包括定子、转子和底座，所述底座的底端中央固设有永磁体，所述底座顶部中央的圆环柱支撑所述定子的振动平面，且所述圆环柱的顶端设置有环形凹陷部，所述转子设置于所述定子上方，且所述转子的材料为软铁、镍或铁镍合金。本发明用于超声微马达的预紧力加载结构采用磁力吸附的方式实现超声微马达中定子和转子间预紧力的精确加载，能够满足超声微马达中定子和转子间微小预紧力的需要。
Description
技术领域
本发明涉及压电超声微马达技术领域，特别是涉及一种用于超声微马达的预紧力加载结构。
背景技术
超声马达是一种以压电陶瓷为激励元件，利用压电陶瓷的逆压电效应产生高频机械振动，再以压电陶瓷为敏感材料定子上施加电信号，定子产生一定轨迹的机械振动进而驱动转子运动的电机。由于其具有设计灵活多变，响应速度快，定位精度高等独特的优点，在生物医疗，精密仪器，航空航天和民用产品中等领域都有所应用。超声马达中定子作为振动元件产生振动，转子与定子挤压接触，定子振动，产生摩擦力从而带动转子旋转。由于摩擦力为转子转动的驱动力，在一定范围内，压力越大驱动力越大，因此，预紧力的施加对于马达的性能影响至关重要。
现有的超声马达由于采用的是传统机械加工工艺，尺寸较大，定子与转子通过弹簧或紧固螺栓连接，在装配时调节紧固的压缩量来进行预紧力加载，由于超声微马达的体积小，所需的预紧力很小，仅在几毫牛到几十毫牛之间，无法通过传统的预紧力加载方式实现精确的预紧力的加载。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于超声微马达的预紧力加载结构，以解决上述现有技术存在的问题，实现超声微马达中转子与定子间的预紧力的精确加载。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种用于超声微马达的预紧力加载结构，包括定子、转子和底座，所述底座的底端中央固设有永磁体，所述底座顶部中央的圆环柱支撑所述定子的振动平面，且所述圆环柱的顶端设置有环形凹陷部，所述转子设置于所述定子上方，且所述转子的材料为软铁、镍或铁镍合金。
优选地，所述环形凹陷部与所述定子的振动平面的行波波峰位置相对应。
优选地，所述底座的底端中央对应所述永磁体设置有凹陷部，所述凹陷部的厚度大于所述永磁体的厚度。
优选地，所述永磁体与所述底座焊接或粘接。
优选地，还包括呈盖状的外壳，所述外壳与所述外壳的顶部内壁中间设置有限位轴，所述限位轴的直径小于所述圆环柱的内径，所述外壳底端与所述定子固连，所述转子位于所述外壳和所述定子之间。
优选地，所述限位轴伸入所述圆环柱的中间的空柱体中。
优选地，所述永磁体的材料为衫钴或铷铁硼，所述底座的材料为硅或陶瓷，所述外壳的材料为不锈钢或可伐合金。
优选地，所述永磁体为一个径向充磁的圆柱形永磁体。
优选地，所述永磁体包括四个呈矩形排列的、圆柱形的第一永磁体，相邻两个所述第一永磁体间磁极方向相反且具有间隔。
本发明用于超声微马达的预紧力加载结构相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明用于超声微马达的预紧力加载结构采用磁力吸附的方式实现超声微马达中定子和转子间预紧力的精确加载，能够满足超声微马达中定子和转子间微小预紧力的需要；底座上圆柱体顶端对应定子的振动平面的行波波峰设置的环形凹陷部能够保证在预紧力的加载下定子结构不会被压坏；永磁体能够给到转子均匀的吸引力，保证转子不偏移、均匀平稳转动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明用于超声微马达的预紧力加载结构的结构示意图；
图2为本发明用于超声微马达的预紧力加载结构一种视角的爆炸图；
图3为本发明用于超声微马达的预紧力加载结构另一种视角的爆炸图；
图4为实施例一本发明用于超声微马达的预紧力加载结构种永磁体的结构示意图；
图5为实施例二本发明用于超声微马达的预紧力加载结构种永磁体的结构示意图；
其中，11-永磁体，111-第一永磁体，22-定子，23-振动平面，33-转子，44-外壳，45-限位轴，55-底座，551-圆环柱，552-环形凹陷部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种用于超声微马达的预紧力加载结构，以解决现有技术存在的问题，实现超声微马达中转子与定子间的预紧力的精确加载。
本发明提供一种用于超声微马达的预紧力加载结构，包括定子、转子和底座，所述底座的底端中央固设有永磁体，所述底座顶部中央的圆环柱支撑所述定子的振动平面，且所述圆环柱的顶端设置有环形凹陷部，所述转子设置于所述定子上方，且所述转子的材料为软铁、镍或铁镍合金。
本发明用于超声微马达的预紧力加载结构采用磁力吸附的方式实现超声微马达中定子和转子间预紧力的精确加载，能够满足超声微马达中定子和转子间微小预紧力的需要。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1-4所示，本实施例用于超声微马达的预紧力加载结构包括定子22、转子33和底座55，底座55的底端中央的凹陷部中固设有永磁体11，永磁体11与底座55焊接或粘接，底座55的底端中央的凹陷部的厚度大于永磁体11的厚度，即永磁体11嵌入底座55的中央。
底座55顶部中央的圆环柱551的顶端支撑定子22的振动平面23，转子33设置于定子22上方，且转子33的材料为软铁、镍或铁镍合金。
圆环柱551的顶端设置有环形凹陷部552，为平衡永磁体11吸引转子33产生的磁预紧力和转子33本身的重力，使环形凹陷部552的设置位置与定子22的振动平面23的行波波峰位置相对应，以避免比较脆弱的定子22的振动平面23被压坏，同时也为超声微马达工作时定子22的振动平面23的振动提供一定的空间，提高超声微马达的工作效率和使用寿命。
还包括呈盖状的外壳44，外壳44与外壳44的顶部内壁中间设置有限位轴45，限位轴45的直径小于圆环柱551的内径，限位轴45伸入圆环柱551的中间的空柱体中。外壳44底端与定子22固连，转子33位于外壳44和定子22之间，转子33为圆环结构，限位轴45穿过转子33中间的空圆柱，使限位轴45位于外壳44上能够方便转子33平面进行抛光等工艺的操作。
在本实施例中永磁体11的材料为衫钴或铷铁硼，底座55的材料为硅或陶瓷，外壳44的材料为不锈钢或可伐合金。
如图4所示，永磁体11为一个径向充磁的圆柱形永磁体11；如果永磁体11沿厚度方向充磁，则由于永磁体11边沿处的磁感应强度较高，圆柱形的转子33靠近永磁体11的边沿处的吸引力是最大的，在中心处的吸引力反而较弱，当存在装配误差的情况下，圆形转子33受到的吸引力不均匀容易发生倾斜；径向充磁的永磁体11能有效避免这种情况，即使有装配误差的存在由于吸引力比较均匀，在平面方向的作用力基本可以忽略，转子33不会发生倾斜。
实施例二
本实施例用于超声微马达的预紧力加载结构与实施例一用于超声微马达的预紧力加载结构基本相同，区别之处在于：本实施例永磁体11包括四个呈矩形排列的、圆柱形的第一永磁体111(参照图5)，相邻两个第一永磁体111间磁极方向相反且具有间隔，可以通过调节第一永磁体111的大小规格以及阵列排布来调节转子33所受的吸引力即预紧力的大小。相邻两个第一永磁体111的中间位置处对转子33的吸附力最大，能够保证转子33不偏移、均匀平稳受力。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中央”、“顶”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具存特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种用于超声微马达的预紧力加载结构，其特征在于：包括定子、转子和底座，所述底座的底端中央固设有永磁体，所述底座顶部中央的圆环柱支撑所述定子的振动平面，且所述圆环柱的顶端设置有环形凹陷部，所述转子设置于所述定子上方，且所述转子的材料为软铁、镍或铁镍合金；所述环形凹陷部与所述定子的振动平面的行波波峰位置相对应；所述永磁体包括四个呈矩形排列的、圆柱形的第一永磁体，相邻两个所述第一永磁体间磁极方向相反且具有间隔。
2.根据权利要求1所述的用于超声微马达的预紧力加载结构，其特征在于：所述底座的底端中央对应所述永磁体设置有凹陷部，所述凹陷部的厚度大于所述永磁体的厚度。
3.根据权利要求2任意一项所述的用于超声微马达的预紧力加载结构，其特征在于：所述永磁体与所述底座焊接或粘接。
4.根据权利要求3所述的用于超声微马达的预紧力加载结构，其特征在于：还包括呈盖状的外壳，所述外壳与所述外壳的顶部内壁中间设置有限位轴，所述限位轴的直径小于所述圆环柱的内径，所述外壳底端与所述定子固连，所述转子位于所述外壳和所述定子之间。
5.根据权利要求4所述的用于超声微马达的预紧力加载结构，其特征在于：所述限位轴伸入所述圆环柱的中间的空柱体中。
6.根据权利要求5所述的用于超声微马达的预紧力加载结构，其特征在于：所述永磁体的材料为衫钴或铷铁硼，所述底座的材料为硅或陶瓷，所述外壳的材料为不锈钢或可伐合金。
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