CN110677073B - 贴片式行波型双面交错齿超声电机定子 - Google Patents

贴片式行波型双面交错齿超声电机定子 Download PDF

Info

Publication number
CN110677073B
CN110677073B CN201911071328.1A CN201911071328A CN110677073B CN 110677073 B CN110677073 B CN 110677073B CN 201911071328 A CN201911071328 A CN 201911071328A CN 110677073 B CN110677073 B CN 110677073B
Authority
CN
China
Prior art keywords
double
piezoelectric ceramic
sided
metal body
traveling wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911071328.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110677073A (zh
Inventor
杨小辉
张东东
宋汝君
杨先海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University of Technology
Original Assignee
Shandong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University of Technology filed Critical Shandong University of Technology
Priority to CN201911071328.1A priority Critical patent/CN110677073B/zh
Publication of CN110677073A publication Critical patent/CN110677073A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110677073B publication Critical patent/CN110677073B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
    • H02N2/163—Motors with ring stator

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

贴片式行波型双面交错齿超声电机定子，涉及压电超声电机技术领域。它解决了现有贴片式环形超声电机定子中存在的整体刚度过高以致振子振幅提高受限等问题。本发明的定子包括压电陶瓷片和双面齿型金属体；压电陶瓷片按一定位置粘贴在双面齿型金属体的上下两面。本发明可以应用于超声电机制作领域。

Description

贴片式行波型双面交错齿超声电机定子
技术领域
本发明涉及到一种贴片式行波型双面交错齿超声电机定子，属于压电超声电机技术领域。
背景技术
压电超声电机是一种利用压电陶瓷的逆压电效应，在弹性体中激励出超声频段内的振动，在弹性体表面特定点或特定区域形成具有特定轨迹的质点运动，进而通过定子、转子之间的摩擦耦合将质点的微观运动转换成转子的宏观运动，具有低速大转矩、无需变速机构、无电磁干扰、响应速度快和断电自锁等优点，作为一种压电驱动器有着十分广泛的应用。
出于激励原理的简单性和理论分析方法的简便性，目前压电超声电机大多采用金属弹性体单面粘贴压电陶瓷薄片的方式进行激励，由于定子整体刚度高，导致振子振幅提高受限，使得超声电机的机械输出能力受到严重制约。
发明内容
为了解决超声电机定子整体刚度高导致振子振幅提高受限的问题，提供了一种贴片式行波型双面交错齿超声电机定子。
本发明的贴片式行波型双面交错齿超声电机定子，包括压电陶瓷片（1）和双面齿型金属体（2）；其特征在于双面齿型金属体（2）整体为环形结构，驱动齿沿周向按一定位置分布在环形金属体上下两面，压电陶瓷片（1）均沿厚度方向极化，并沿周向阵列粘贴在环形金属体上下两面，在环形金属体同一侧面的相邻两片压电陶瓷片（1）的极化方向相反。
本发明的贴片式行波型双面交错齿超声电机定子的每片压电陶瓷片（1）与同侧相邻的一组驱动齿共占一个行波波长的二分之一，其中，每片压电陶瓷片（1）应小于等于一个行波波长的四分之一，且分别处于双面齿型金属体（2）两侧面的相邻两片压电陶瓷片（1）的中心线间距为一个行波波长的四分之一。
本发明的贴片式行波型双面交错齿超声电机定子通过对位于双面齿型金属体（2）上表面的压电陶瓷片（1）施加一相交流电压，对位于双面齿型金属体（2）下表面的压电陶瓷片（1）施加另一相交流电压，两相交流电压的频率相同，且相位差为90°，金属体作为公共电极，利用压电陶瓷的d31工作模式实现定子的弯振驻波激励，并叠加生成行波。
本发明的贴片式行波型双面交错齿超声电机定子的行波波形使得上下两面驱动齿具有同向的驱动力。
本发明的贴片式行波型双面交错齿超声电机定子的压电陶瓷片（1）厚度小于驱动齿高度。
本发明的贴片式行波型双面交错齿超声电机定子具有结构简单、设计灵活、性能稳定，易于控制、可系列化生产的优点。
本发明适用于压电超声电机领域。
附图说明
图1是本发明的三维结构图。
图2是本发明的压电陶瓷极化分布示意图以及电极连接示意图。
图3是本发明的环形定子轴向弯曲振动振型图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的贴片式行波型双面交错齿超声电机定子，包括压电陶瓷片（1）和双面齿型金属体（2）；其特征在于双面齿型金属体（2）整体为环形结构，驱动齿沿周向按一定位置分布在环形金属体上下两面，压电陶瓷片（1）均沿厚度方向极化，并沿周向阵列粘贴在环形金属体上下两面，在环形金属体同一侧面的相邻两片压电陶瓷片（1）的极化方向相反。
具体实施方式二：本具体实施方式与具体实施方式一所述的贴片式行波型双面交错齿超声电机定子的区别在于，每片压电陶瓷片（1）与同侧相邻的一组驱动齿共占一个行波波长的二分之一，其中，每片压电陶瓷片（1）应小于等于一个行波波长的四分之一，且分别处于双面齿型金属体（2）两侧面的相邻两片压电陶瓷片（1）的中心线间距为一个行波波长的四分之一。
具体实施方式三：本具体实施方式与具体实施方式一所述的贴片式行波型双面交错齿超声电机定子的区别在于，通过对位于双面齿型金属体（2）上表面的压电陶瓷片（1）施加一相交流电压，对位于双面齿型金属体（2）下表面的压电陶瓷片（1）施加另一相交流电压，两相交流电压的频率相同，且相位差为90°，金属体作为公共电极，利用压电陶瓷的d31工作模式实现定子的弯振驻波激励，并叠加生成行波。
具体实施方式四：本具体实施方式与具体实施方式一所述的贴片式行波型双面交错齿超声电机定子的区别在于，定子的行波波形使得上下两面驱动齿具有同向的驱动力。
本具体实施方式与具体实施方式一所述的贴片式行波型双面交错齿超声电机定子的区别在于，所述的压电陶瓷片（1）厚度小于驱动齿高度。

Claims (4)

1.贴片式行波型双面交错齿超声电机定子，包括压电陶瓷片(1)和双面齿型金属体(2)；其特征在于双面齿型金属体(2)整体为环形结构，驱动齿沿周向按一定位置分布在环形金属体上下两面，压电陶瓷片(1)均沿厚度方向极化，并沿周向阵列粘贴在环形金属体上下两面，在环形金属体同一侧面的相邻两片压电陶瓷片(1)的极化方向相反，
每片压电陶瓷片(1)与同侧相邻的一组驱动齿共占一个行波波长的二分之一，其中，每片压电陶瓷片(1)应小于等于一个行波波长的四分之一，且分别处于双面齿型金属体(2)两侧面的相邻两片压电陶瓷片(1)的中心线间距为一个行波波长的四分之一。
2.根据权利要求1所述的贴片式行波型双面交错齿超声电机定子，其特征在于通过对位于双面齿型金属体(2)上表面的压电陶瓷片(1)施加一相交流电压，对位于双面齿型金属体(2)下表面的压电陶瓷片(1)施加另一相交流电压，两相交流电压的频率相同，且相位差为90°，金属体作为公共电极，利用压电陶瓷的d31工作模式实现定子的弯振驻波激励，并叠加生成行波。
3.根据权利要求1所述的贴片式行波型双面交错齿超声电机定子，其特征在于定子的行波波形使得上下两面驱动齿具有同向的驱动力。
4.根据权利要求1所述的贴片式行波型双面交错齿超声电机定子，其特征在于压电陶瓷片(1)厚度小于驱动齿高度。
CN201911071328.1A 2019-11-05 2019-11-05 贴片式行波型双面交错齿超声电机定子 Active CN110677073B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911071328.1A CN110677073B (zh) 2019-11-05 2019-11-05 贴片式行波型双面交错齿超声电机定子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911071328.1A CN110677073B (zh) 2019-11-05 2019-11-05 贴片式行波型双面交错齿超声电机定子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110677073A CN110677073A (zh) 2020-01-10
CN110677073B true CN110677073B (zh) 2024-01-19

Family

ID=69086101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911071328.1A Active CN110677073B (zh) 2019-11-05 2019-11-05 贴片式行波型双面交错齿超声电机定子

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110677073B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111682795B (zh) * 2020-06-12 2022-09-27 南京航达超控科技有限公司 一种具有备份功能的旋转型行波超声电机及其驱动控制方法
CN111953229A (zh) * 2020-08-13 2020-11-17 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种行波微执行器位移放大结构
CN114337367A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 东南大学 一种小型环形行波型超声波电机定子的性能优化方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090011504A (ko) * 2007-07-26 2009-02-02 임주생 차량 또는 중장비용 초음파모터
CN206004555U (zh) * 2016-09-07 2017-03-08 四川源鑫瑞科微执行器有限公司 行波马达定子组件及设置该行波马达定子组件的马达
CN106757995A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 广东威灵电机制造有限公司 用于洗衣机的驱动机构
CN207504784U (zh) * 2017-11-16 2018-06-15 郑州大学 定子组件及旋转型行波超声电机
CN108964513A (zh) * 2018-07-09 2018-12-07 南京航空航天大学 一种改进超声电机定转子摩擦接触性能的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090011504A (ko) * 2007-07-26 2009-02-02 임주생 차량 또는 중장비용 초음파모터
CN206004555U (zh) * 2016-09-07 2017-03-08 四川源鑫瑞科微执行器有限公司 行波马达定子组件及设置该行波马达定子组件的马达
CN106757995A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 广东威灵电机制造有限公司 用于洗衣机的驱动机构
CN207504784U (zh) * 2017-11-16 2018-06-15 郑州大学 定子组件及旋转型行波超声电机
CN108964513A (zh) * 2018-07-09 2018-12-07 南京航空航天大学 一种改进超声电机定转子摩擦接触性能的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110677073A (zh) 2020-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110677073B (zh) 贴片式行波型双面交错齿超声电机定子
US4912351A (en) Piezoelectric motor
CN102931869A (zh) 一种贴片式超声波电机振子及其驱动方法
CN108429486A (zh) 组合式平面三自由度超声波电机振子及其驱动方法
CN102355160A (zh) 带弹性支撑的纵弯复合模态夹心式双足直线超声电机振子
CN204559440U (zh) 大功率精密压电超声驱动平台
CN110729919B (zh) 同轴反向旋转的驻波型双面交错齿超声电机定子
CN101262188B (zh) 采用纵振夹心换能器式圆筒定子的超声电机
CN102882420A (zh) 贴片式压电金属复合梁及激励该复合梁实现纵弯复合振动的方法
CN108712103B (zh) 一种冲击式压电旋转马达
CN104022679A (zh) 夹持式纵弯复合超声电机振子
CN107834899B (zh) 一种调节超声电机两相模态频率差和转向的方法
CN110601596B (zh) 一种基于压电陶瓷的驻波型磁斥力单向旋转电机
CN102931875A (zh) 贴片式方形超声波电机振子及其驱动方法
CN110601590B (zh) 贴片式驻波型双面齿超声电机定子
CN103368457A (zh) 一种薄板式旋转超声电机
CN105305873A (zh) 纵扭复合激振超声电机、驱动平台及其驱动方法
CN105322825A (zh) 纵振夹心式梁板复合激振超声电机、驱动平台及其驱动方法
CN105207519A (zh) 大功率精密压电超声驱动平台及其驱动方法
CN110829887A (zh) 可双向旋转的驻波型双面磁斥力旋转电机
CN102751900A (zh) 两自由度超声波电机
CN102118118A (zh) 直线型超声波微电机
CN102299663B (zh) 采用弹簧块预紧的圆筒型行波超声电机振子
CN202513846U (zh) 一种薄板式旋转超声电机
CN204597814U (zh) 一种夹心式复合激振超声电机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Yang Xiaohui

Inventor after: Zhang Dongdong

Inventor after: Song Rujun

Inventor after: Yang Xianhai

Inventor before: Yang Xiaohui

Inventor before: Zhang Dongdong

Inventor before: Song Rujun

Inventor before: Yang Xianhai

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant