CN113224973B - 压电电机及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压电电机和机器人。能够抑制不必要的振动并防止振动体的驱动力下降。压电电机(100)具备：压电致动器(30)；保持部件(36)，保持压电致动器(30)；壳体(20)，在内部配置有压电致动器(30)和保持部件(36)；第一定位销(901)，将保持部件(36)和壳体(20)定位；第一固定部，固定第一定位销(901)。在压电电机(100)中，在保持部件(36)和壳体(20)中的一方固定有第一定位销(901)，保持部件(36)和壳体(20)中的另一方设置有在内部配置第一定位销(901)的第一孔部。第一固定部固定第一孔部与第一定位销(901)的相对位置。

Description

压电电机及机器人

技术领域

本发明涉及压电电机和机器人。

背景技术

专利文献1中公开了一种超声波电机，具备振动体、保持振动体的保持部件以及对保持部件进行保持的环形部件。在保持部件设置有轴部，在环形部件形成有接纳轴部的孔部。保持部件在能够沿着轴部进行进退移动的状态下定位于环形部件。也就是说，轴部嵌套于环形部件的孔部。

专利文献1：日本特开2016－19354号公报

发明内容

然而，通过基于嵌套的定位，轴部与孔部通过重复接触而产生不必要的振动，可能导致振动体的驱动力下降。

压电电机具备：振动体；保持部，保持所述振动体；壳体，在内部配置有所述振动体和所述保持部；第一定位销，将所述保持部和所述壳体定位；以及第一固定部，固定所述第一定位销，在所述保持部和所述壳体中的一方固定有所述第一定位销，在所述保持部和所述壳体中的另一方设置有在内部配置所述第一定位销的第一孔部，所述第一固定部固定所述第一孔部与所述第一定位销的相对位置。

机器人具有上述压电电机。

附图说明

图1是示出实施方式1中的压电电机的概略构成的侧剖视图。

图2是示出实施方式1中的压电电机的内部构成的俯视图。

图3是从上方观察实施方式1中的压电电机的立体图。

图4是从上方观察实施方式1中的压电致动器和保持部件的立体图。

图5是示出压电致动器的构成的立体图。

图6是示出压电致动器的构成的俯视图。

图7是示出第一平行弹簧部和第二平行弹簧部发生变形的样子的说明图。

图8是压电致动器的剖视图。

图9是示出振动部的构成的说明图。

图10是示出振动部的动作的说明图。

图11是从上方观察实施方式2中的压电电机的立体图。

图12是从上方观察实施方式2中的压电致动器和保持部件的立体图。

图13是示出实施方式4中的机器人的概略构成的立体图。

附图标记说明

20…壳体；21…侧面部；22…第一阶梯部；23、23b…第二阶梯部；24…开口；27…贯通孔；28…盖部；29、29b…下壳；30…压电致动器；31…振动部；32…压电元件；32A…第一压电元件；32B…第二压电元件；32C…第三压电元件；32D…第四压电元件；32E…第五压电元件；33…顶端部；34…支承部；35…腕部；36、36b…保持部件；38…安装孔；39…主体部；40…转子；41…旋转轴；45…传递部件；48…高硬度部；49…被接触面；50…轴承；56…支承部件；60…第一平行弹簧部；61…第一非弹簧部；62…第二非弹簧部；63…第一板簧部；65…第一厚壁部；66…第一薄壁部；70…第二平行弹簧部；71…第三非弹簧部；72…第四非弹簧部；73…第二板簧部；75…第二厚壁部；76…第二薄壁部；81…第一振动板；82…第二振动板；83…第三振动板；84…第四振动板；85…第一层间部件；86…第二层间部件；100、100b、100c…压电电机；901、901b…第一定位销；902、902b…第二定位销；903、903b…第一外螺纹；904、904b…第二外螺纹；905、905b…第三外螺纹；910、910b…第一固定部；911、911b…第一孔部；912、912b…第二孔部；914、914b…第三孔部；920、920b…第二固定部；921、921b…第四孔部；922、922b…第五孔部；930、930b…底面；931、931b…第一级部；932、932b…第二级部；933…第三级部；1100…机器人；1101…基座；1102…第一臂；1103…第二臂；1104…第三臂；1105…第四臂；1106…第五臂；1107…第六臂；1108…机器人控制部；1109…末端执行器；AD…轴向；CD…周向；RD…径向；Fx…负荷；RX…中心轴。

具体实施方式

1.实施方式1

图1是示出实施方式1中的压电电机100的概略构成的侧剖视图。图2是示出实施方式1中的压电电机100的内部构成的俯视图。本实施方式中的压电电机100具备：壳体20，划分压电电机100的外形；压电致动器30，作为容纳在壳体20的内部的振动体；转子40，被压电致动器30驱动；以及轴承50，将转子40支承为能够旋转。压电致动器30具备压电元件32，使用压电元件32的二维变形使转子40旋转。转子40的旋转经由旋转轴41传递至压电电机100的外部。压电电机100还可以具备检测转子40相对于壳体20的旋转方向、旋转角、旋转速度的编码器。编码器既可以是光学式，也可以是磁力式。此外，有时将压电电机100称为压电驱动装置、超声波电机。有时将转子40称为被驱动部。

壳体20由下壳29和盖部28构成。下壳29具备：圆筒形的侧面部21；圆环状的第一阶梯部22，形成在侧面部21的内周面；以及圆环状的第二阶梯部23，与第一阶梯部22相接触并同样形成在侧面部21的内周面。在本实施方式中，侧面部21、第一阶梯部22和第二阶梯部23一体构成，但也可以分体构成。第一阶梯部22位于第二阶梯部23的下方。第一阶梯部22的内径大于第二阶梯部23的内径。第一阶梯部22的下端面位于侧面部21的下端面的上方，第二阶梯部23的上端面位于侧面部21的上端面的下方。以与第一阶梯部22的内周面和第二阶梯部23的下端面相接触的方式安装轴承50。压电致动器30被作为保持部的保持部件36保持，并经由用于使保持部件36和壳体20定位的第一定位销901和第二定位销902安装至第二阶梯部23的上端面。关于轴承50与压电致动器30的详细的安装情况在后文进行描述。盖部28在轴承50、转子40和压电致动器30安装于下壳29后，通过螺丝安装在下壳29的侧面部21的上端部分。盖部28设置有供布线等通过的贯通孔27。

压电致动器30与保持部件36一起配置在壳体20的内部并固定于第二阶梯部23。压电致动器30具备上述压电元件32以及与转子40的被接触面49(参照图2)对置的顶端部33。通过向压电元件32供给交流电压，从而压电元件32发生变形，使顶端部33以划出椭圆轨道的方式振动。顶端部33通过该振动而与转子40的被接触面49重复接触，对转子40赋予驱动力。此外，关于压电致动器30的具体的构成和动作在后文进行描述。

图2是示出压电电机100的内部构成的俯视图，示出了从盖部28朝向下方观察时的压电致动器30与转子40的位置关系。本实施方式中的压电电机100设置有四个压电致动器30。四个压电致动器30等间隔地配置。此外，设置于压电电机100的压电致动器30的数量不限于四个，可以是一至三个，也可以是五个以上。压电致动器30也可以不是等间隔地配置。

转子40具有：上述旋转轴41；传递部件45，配置在旋转轴41的外周并与旋转轴41连接；以及高硬度部48，配置在旋转轴41的外周并与传递部件45连接。在本实施方式中，转子40具有能够以中心轴RX为中心进行旋转的圆筒状的旋转轴41。也就是说，转子40具有中空的旋转轴41。此外，转子40也可以具有实心的旋转轴41。将沿着转子40的旋转轴41的中心轴RX从下壳29朝向盖部28的方向称为轴向AD，将与旋转轴41的中心轴RX正交并从中心轴RX朝向外侧的方向称为径向RD。另外，将转子40的旋转方向称为周向CD。这些方向AD、RD、CD在各图中适当地进行了图示。

图3是从上方观察压电电机100的立体图。这里将盖部28、压电致动器30和保持部件36省略再进行示出。第二阶梯部23针对一个压电致动器30分别具有一个第一定位销901和第二定位销902。第一定位销901的中心轴与第二定位销902的中心轴分别与轴向AD平行。在本实施方式中，在第二阶梯部23打开具有直径比第一定位销901的直径略小的孔，通过用锤等将第一定位销901打入该孔从而加以固定。即，第一定位销901通过过盈配合而固定于第二阶梯部23。第二定位销902也与第一定位销901同样地通过过盈配合而固定于第二阶梯部23。此外，固定方法不限于打入，可以使用接合剂，可以使用填料，也可以为基于外螺纹和内螺纹的螺纹连接。或者，第一定位销901和第二定位销902也可以不与下壳29分体，而与下壳29一体成型。

图4是从上方观察压电致动器30和保持部件36的立体图。图4中表示出沿着相互正交的X、Y、Z方向的箭头。X方向是与图1和图2所示的轴向AD平行的方向，Z方向是与图1和图2所示的径向RD平行的方向。这些方向X、Y、Z在各图中适当地加以图示。在本实施方式中，压电致动器30通过固定螺丝90(参照图1)固定于保持部件36。此外，固定方法不限于螺丝，也可以使用接合剂等，还可以是它们的组合。

保持部件36为三级的台阶形状。将与YZ平面平行的底面930作为共通的底面，朝向+Y方向依次配置第一级部931、第二级部932、第三级部933。在本实施方式中，第三级部933高于第二级部932，第二级部932高于第一级部931。压电致动器30固定在第三级部933。第一级部931和第二级部932的高度低于第三级部933的高度，因此不会与压电致动器30的未图示的布线发生干扰。另外，通过使第一级部931的高度低于第二级部932的高度，从而能够减少将第一定位销901和第二定位销902这双方插入后述的第一孔部911和第四孔部921这双方时的双重适配的影响。也就是说，能够降低严格地说不平行的第一定位销901和第二定位销902不能卡合进入到同样严格地说不平行的第一孔部911和第四孔部921的可能性。

第二级部932设置有在内部配置第一定位销901的第一孔部911。第一孔部911在X方向上贯通第二级部932。第一孔部911的直径略大于第一定位销901直径。第二级部932形成有与Z方向平行且与第一孔部911连通的第二孔部912。并且，在第二孔部912的内周面形成有内螺纹。在第二孔部912的内部安装有作为第一螺纹部的第一外螺纹903。另外，在本实施方式中，在第二级部932形成有与Z方向平行且与第一孔部911连通的第三孔部914。并且，在第三孔部914的内周面形成有内螺纹。在第三孔部914的内部安装有作为第二螺纹部的第二外螺纹904。在本实施方式中，第二孔部912和第三孔部914与Z方向平行，但只要能与第一孔部911连通且形成有内螺纹即可，可以处于任意方向。第二孔部912、第一外螺纹903、第三孔部914和第二外螺纹904作为固定第一定位销901的第一固定部910发挥功能。

第一级部931设置有在内部配置第二定位销902的第四孔部921。第四孔部921在X方向上贯通第一级部931。第四孔部921的直径略大于第二定位销902的直径。另外，在Y方向和Z方向这两个方向上，第四孔部921相对于第一孔部911的相对位置与第二定位销902相对于第一定位销901的相对位置相等。也就是说，通过将第一定位销901插入第一孔部911并将第二定位销902插入第四孔部921，能够在使保持部件36能够在X方向上进退移动的状态下与下壳29连接。在本实施方式中，第一级部931形成有与Z方向平行且与第四孔部921连通的第五孔部922。并且，在第五孔部922的内周面形成有内螺纹。第五孔部922安装有作为第三螺纹部的第三外螺纹905。在本实施方式中，第五孔部922与Z方向平行，但只要能够与第四孔部921连通且形成有内螺纹即可，可以处于任意方向。第五孔部922和第三外螺纹905作为固定第二定位销902的第二固定部920发挥功能。此外，在下壳29的侧面部21形成用于将第一外螺纹903、第二外螺纹904、第三外螺纹905安装于保持部件36的开口24。

若将预先安装有压电致动器30的保持部件36经由第一定位销901和第二定位销902与下壳29连接，则如图1所示压电致动器30的顶端部33与转子40的被接触面49接触而产生作用力。为了通过压电致动器30使压电电机100动作就不能缺少作用力，但保持部件36处于相对于下壳29能够在X方向上进退移动的状态，因此在该状态下无法维持作用力。因而，在本实施方式中，通过由第一外螺纹903和第二外螺纹904将第一定位销901按压并卡止于第一孔部911，从而固定第一定位销901和第一孔部911的相对位置。也就是说，第一固定部910固定第一定位销901与第一孔部911的相对位置。由此，能够维持作用力。而且，能够抑制因第一定位销901与第一孔部911的间隙而产生的不必要的振动，并防止压电电机100的驱动力的下降。而且，能够将因第一定位销901与第一孔部911的间隙以及第二定位销902与第二孔部912的间隙而产生的保持部件36的旋转方向的自由度限制在绕Y轴和绕Z轴这两个方向。也就是能够减少晃动并使压电致动器30的姿势稳定。进而，在本实施方式中，通过由第三外螺纹905将第二定位销902按压并卡止于第四孔部921，从而固定第二定位销902与第四孔部921的相对位置。也就是说，第二固定部920固定第二定位销902与第四孔部921的相对位置。由此，能够限制前述旋转方向的自由度中的剩余的绕X轴的方向。也就是说，能够更减少晃动并使压电致动器30的姿势更稳定。此外，在本实施方式中，通过将第一外螺纹903和第二外螺纹904卡止来实现第一定位销901与第一孔部911的相对位置的固定，通过将第三外螺纹905卡止来实现第二定位销902与第四孔部921的相对位置的固定，但也可以通过在第一孔部911和第四孔部921的内部配置接合剂、填料等来实现。也就是说，这些接合剂、填料等通过与第一定位销901和第一孔部911双方相接触并与第二定位销902和第四孔部921双方相接触来进行各个相对位置的固定。该情况下，这些接合剂、填料等包含于第一固定部910和第二固定部920。在本实施方式的压电致动器30中，关于调整作用力的方法在后文进行描述。

传递部件45从压电致动器30的顶端部33接受驱动力，并将该驱动力传递给旋转轴41。传递部件45具有将以中心轴RX为中心的圆筒状的部分以及以中心轴RX为中心的锷状的部分组合而成的形状。传递部件45的圆筒状的部分与旋转轴41的外周侧面连接。

高硬度部48配置在压电致动器30的顶端部33与传递部件45之间。高硬度部48具有以中心轴RX为中心的圆环形状。高硬度部48与传递部件45的锷状的部分通过绝缘性的接合剂接合。高硬度部48设置有供压电致动器30的顶端部33接触的被接触面49。在本实施方式中，高硬度部48由陶瓷材料形成。更具体而言，高硬度部48由氧化铝(三氧化二铝)形成。此外，作为形成高硬度部48的陶瓷材料，除了氧化铝之外，例如可以使用氧化锆、钛酸钡。高硬度部48也可以由金属材料形成。作为形成高硬度部48的金属材料，例如可以使用超硬合金、高速钢、合金工具钢等。传递部件45和高硬度部48也可以通过螺丝、接合、扩散接合等而相互固定。也可以在传递部件45形成有槽，高硬度部48嵌入该槽。

轴承50设置在转子40的旋转轴41与壳体20的第一阶梯部22之间。轴承50将转子40支承为能够相对于壳体20进行旋转。在本实施方式中，使用具有以中心轴RX为中心的圆环形状的辊轴承作为轴承50。轴承50也可以不是辊轴承，例如可以是滚珠轴承。通过转子40被轴承50支承，转子40能够以中心轴RX为中心顺利进行旋转。

由支承部件56和壳体20的第二阶梯部23夹持轴承50的外轮。支承部件56具有以中心轴RX为中心的圆环形状。与周向CD垂直的支承部件56的剖面具有L字形状。在本实施方式中，支承部件56的外周侧面与壳体20的侧面部21的内周侧面分别设置有螺纹部，通过螺纹部彼此嵌合从而将支承部件56固定在侧面部21。

由传递部件45和旋转轴41夹持轴承50的内轮。在本实施方式中，转子40的旋转轴41的外周侧面和传递部件45的内周侧面分别设置有螺纹部，通过螺纹部彼此嵌合，从而将传递部件45固定于旋转轴41。

如图1所示，使用轴承50和支承部件56，将转子40以能够旋转的方式安装于下壳29后，如图4所示，将预先安装有压电致动器30的保持部件36安装至下壳29。

图5是示出压电致动器30的构成的立体图。压电致动器30具备：主体部39，具有压电元件32；顶端部33，连接于主体部39；第一平行弹簧部60，朝向转子40对主体部39施力；以及第二平行弹簧部70，与第一平行弹簧部60一起朝向转子40对主体部39施力。

主体部39配置在第一平行弹簧部60与第二平行弹簧部70之间。主体部39由压电元件32、第一振动板81、第二振动板82以及第一层间部件85构成。压电元件32设置在第一振动板81与第二振动板82之间。第一层间部件85以埋入第一振动板81与第二振动板82之间的间隙的方式设置。

压电元件32由两面设置有电极的压电体构成。在本实施方式中，压电体由钛锆酸铅形成。压电体也可以不由钛锆酸铅形成，例如由钛酸钡、水晶形成。电极通过未图示的布线并经由开关元件与电源连接。

第一振动板81和第二振动板82具有相同的形状。第一振动板81和第二振动板82由硅形成。压电元件32与第一振动板81之间以及压电元件32与第二振动板82之间通过绝缘性的接合剂接合。第一层间部件85由硅形成。第一层间部件85与第一振动板81之间以及第一层间部件85与第二振动板82之间通过绝缘性的接合剂接合。

顶端部33通过绝缘性的接合剂与主体部39接合。顶端部33优选由耐磨损性优异的材料形成。在本实施方式中，顶端部33由氧化铝形成。

第一平行弹簧部60具有第一非弹簧部61、第二非弹簧部62以及将第一非弹簧部61与第二非弹簧部62之间连接的多个第一板簧部63。在本实施方式中，第一非弹簧部61与第二非弹簧部62之间通过六个第一板簧部63连接。第一非弹簧部61与第二非弹簧部62是在第一平行弹簧部60中不易沿着X方向变形的部分。第一板簧部63是在第一平行弹簧部60中容易沿着X方向变形的部分。各个第一板簧部63朝向Y方向相互平行地延伸。各个第一板簧部63在Z方向上与主体部39对置配置。

第二平行弹簧部70具有第三非弹簧部71、第四非弹簧部72以及将第三非弹簧部71与第四非弹簧部72之间连接的多个第二板簧部73。第三非弹簧部71与第四非弹簧部72是在第二平行弹簧部70中不易沿着X方向变形的部分。第二板簧部73是在第二平行弹簧部70中容易沿着X方向变形的部分。各个第二板簧部73朝向Y方向相互平行地延伸。各个第二板簧部73在Z方向上与主体部39对置配置。在本实施方式中，第二平行弹簧部70具有隔着主体部39与第一平行弹簧部60对称的形状。

第一平行弹簧部60和第二平行弹簧部70分别由硅形成。第一平行弹簧部60中的第一非弹簧部61、第二非弹簧部62和第一板簧部63能够对板状的硅使用干刻蚀而形成。第二平行弹簧部70中的第三非弹簧部71、第四非弹簧部72、第二板簧部73能够对板状的硅使用干刻蚀形成。

在第一平行弹簧部60的第二非弹簧部62与第二平行弹簧部70的第四非弹簧部72之间，从第二非弹簧部62朝向第四非弹簧部72依次设置有第三振动板83、第二层间部件86和第四振动板84。第三振动板83和第四振动板84具有相同的形状。第三振动板83和第四振动板84由硅形成。第三振动板83的沿着Z方向的厚度与第一振动板81的沿着Z方向的厚度相同。第四振动板84的沿着Z方向的厚度与第二振动板82的沿着Z方向的厚度相同。第二层间部件86由硅形成。第二层间部件86的沿着Z方向的厚度与第一层间部件85的沿着Z方向的厚度相同。

第二非弹簧部62和第四非弹簧部72设置有两个供用于将压电致动器30固定于保持部件36的固定螺丝90插入的安装孔38。安装孔38设置为贯通第一平行弹簧部60、第三振动板83、第二层间部件86、第四振动板84和第二平行弹簧部70。

图6是示出压电致动器30的构成的俯视图。主体部39具有振动部31、支承部34和腕部35。振动部31是具有压电元件32的部分。从第一平行弹簧部60朝向第二平行弹簧部70观察的振动部31的形状是具有沿着X方向的长边方向的长方形。在振动部31的一个短边的中央连接顶端部33。腕部35是与振动部31的另一个短边和振动部31的两个长边对置的部分。支承部34是将振动部31的两个长边的中央与腕部35之间连接的部分。

第一平行弹簧部60的第一非弹簧部61具有第一厚壁部65和第一薄壁部66。第一薄壁部66的沿着Z方向的厚度小于第一厚壁部65的沿着Z方向的厚度。第一厚壁部65设置在与腕部35对置的区域。在图6中，对设置有第一厚壁部65的区域施与刻蚀。第一薄壁部66设置在第一非弹簧部61中的与振动部31和支承部34对置的区域。第一厚壁部65通过绝缘性的接合剂与腕部35接合。第一薄壁部66在振动部31与支承部34之间具有沿着Z方向的预定的间隔。

第二平行弹簧部70的第三非弹簧部71具有第二厚壁部75和第二薄壁部76。第二薄壁部76的沿着Z方向的厚度小于第二厚壁部75的沿着Z方向的厚度。第二厚壁部75设置在与腕部35对置的区域。在图6中，对设置有第二厚壁部75的区域施与刻蚀。第二薄壁部76设置在第三非弹簧部71中的与振动部31和支承部34对置的区域。第二厚壁部75通过绝缘性的接合剂与腕部35接合。第二薄壁部76在振动部31与支承部34之间具有沿着Z方向的预定的间隔。

图7是示出第一平行弹簧部60和第二平行弹簧部70发生变形的样子的说明图。第一平行弹簧部60对于沿着X方向的负荷，作为平行弹簧机构发挥功能。第二平行弹簧部70与第一平行弹簧部60同样地对于沿着X方向的负荷，作为平行弹簧机构发挥功能。例如，如图7所示，在顶端部33朝向－X方向接受到负荷Fx时，第一非弹簧部61和第三非弹簧部71经由主体部39被按向－X方向。第一非弹簧部61和第三非弹簧部71被按向－X方向，从而各个第一板簧部63一边保持相互平行的状态，一边朝向－X方向挠曲，各个第二板簧部73一边保持相互平行的状态，一边朝向－X方向挠曲。第一非弹簧部61相对于第二非弹簧部62不进行旋转，而根据第一板簧部63的向－X方向的挠曲量朝向－X方向平移，并且根据伴随第一板簧部63的挠曲的第一板簧部63与第一非弹簧部61的连接部的向+Y方向的移动量朝向+Y方向平移。第三非弹簧部71相对于第四非弹簧部72不进行旋转，而根据第二板簧部73的向－X方向的挠曲量朝向－X方向平移，并且根据伴随第二板簧部73的挠曲的第二板簧部73与第三非弹簧部71的连接部的向+Y方向的移动量而朝向+Y方向平移。此外，在图7中，移动前的第一平行弹簧部60和第二平行弹簧部70的位置以两点划线表示。第一非弹簧部61、第二非弹簧部62、第三非弹簧部71和第四非弹簧部72几乎不变形。第二非弹簧部62和第四非弹簧部72固定于保持部件36，因此不会相对于保持部件36进行移动。也就是说，能够根据第二阶梯部23与保持部件36之间的轴向AD的距离，调整负荷Fx。这里，负荷Fx与压电致动器30的作用力为相同含义。

图8是图6中的压电致动器30的VI－VI线剖视图。在本实施方式中，第一板簧部63的剖面形状和第二板簧部73的剖面形状具有长方形的剖面形状。此外，第一板簧部63的剖面形状和第二板簧部73的剖面形状不限于长方形，也可以是远离主体部39的部分的X方向的宽度大于靠近主体部39的部分的X方向的宽度。由此，能够抑制第一平行弹簧部60和第二平行弹簧部70在Z方向发生变形。因此，能够抑制主体部39的位置偏离Z方向，能够使转子40的驱动稳定。

图9是示出振动部31的构成的说明图。在本实施方式中，振动部31具有：第一压电元件32A、第二压电元件32B、第三压电元件32C、第四压电元件32D和第五压电元件32E。各压电元件32A～32E沿着振动部31的长边方向配置。在图9中，第一压电元件32A配置在振动部31的中央。第二压电元件32B和第三压电元件32C配置在第一压电元件32A的左侧。第二压电元件32B配置在支承部34的下方。第三压电元件32C配置在支承部34的上方。第四压电元件32D和第五压电元件32E配置在第一压电元件32A的右侧。第四压电元件32D配置在支承部34的下方。第五压电元件32E配置在支承部34的上方。

图10是示出振动部31的动作的说明图。通过使供给至第二压电元件32B和第五压电元件32E的交流电压的相位与供给至第三压电元件32C和第四压电元件32D的交流电压的相位相差180度，且使供给至第一压电元件32A的交流电压的相位与供给至第二压电元件32B和第五压电元件32E的交流电压的相位例如相差90度，从而使振动部31二维变形，能够使顶端部33进行椭圆运动。此时，振动部31以与支承部34的连接部分为节点发生变形。顶端部33重复进行椭圆运动，从而顶端部33与转子40的被接触面49重复接触。在顶端部33与被接触面49接触时，顶端部33将沿着周向CD的驱动力传递至转子40。因此，顶端部33重复椭圆运动期间，转子40以中心轴RX为中心旋转。在本实施方式中，在顶端部33与被接触面49接触时，顶端部33朝向被接触面49施力，因此顶端部33能够将沿着周向CD的驱动力高效地传递至转子40。此外，通过使供给至上述各压电元件32B～32E的交流电压反转180度，从而能够使转子40逆向旋转。

根据上面说明的本实施方式的压电电机100，通过第一固定部910固定第一定位销901与第一孔部911的相对位置，因此能够维持作用力，作为压电电机100，能够产生稳定的出力。

另外，在本实施方式中，通过第一固定部910固定第一定位销901与第一孔部911的相对位置，因此第一定位销901与第一孔部911之间不再产生间隙。因而，不会发生晃动的范围内产生的不必要的振动，能够防止压电电机100的驱动力降低。

另外，在本实施方式中，由于第一定位销901与第一孔部911之间不再产生间隙，因此保持部件36的在晃动的范围内产生的旋转方向的自由度减少。也就是压电致动器30相对于被接触面49的姿势稳定，因此能够减少转子40的基于正逆旋转的差。

另外，在本实施方式中，能够通过松开第一外螺纹903和第二外螺纹904来解除第一定位销901与第一孔部911的固定。因而，压电致动器30的作用力的调整、压电电机100的拆解变得容易。

另外，在第一固定部910不包括第一外螺纹903和第二外螺纹904而包含接合剂、填料等时，除了防止不必要的振动的效果和使压电致动器30的姿势稳定的效果之外，还减少了构件件数，因此压电电机100的组装变得容易。

另外，在本实施方式中，由于存在第二定位销902和第四孔部921，因此在将压电致动器30安装至壳体20时，变得容易使压电致动器30的驱动力的方向与转子40的切线方向一致。因而，扭矩的损失少的压电电机100的组装变得容易。

另外，在本实施方式中，由于第二定位销902与第四孔部921之间不再产生间隙，因此保持部件36的在晃动的范围内产生的旋转方向的自由度进一步减少。也就是说，压电致动器30相对于被接触面49的姿势稳定，因此能够进一步减少转子40的基于正逆旋转的差。

另外，在本实施方式中，能够通过松开第三外螺纹905而解除第二定位销902与第四孔部921的固定。因而，压电致动器30的作用力的调整、压电电机100的拆解变得容易。

2.实施方式2

图11是从上方观察实施方式2中的压电电机100b的立体图。这里，将盖部28、压电致动器30和保持部件36b省略进行示出。在实施方式2的压电电机100b中，下壳29b与保持部件36b的构成以及第一定位销901b与第二定位销902b的配置与实施方式1不同。其它构成若无特别说明，与从图1至图10所示的实施方式1相同。

下壳29b的第二阶梯部23b针对一个压电致动器30分别形成有内部配置第一定位销901b的第一孔部911b、以及内部配置第二定位销902b的第四孔部921b。第一孔部911b的中心轴与第四孔部921b的中心轴分别与轴向AD平行。

下壳29b形成有从下壳29b的外周面连通至第一孔部911b的第二孔部912b。并且，在第二孔部912b的内周面形成有内螺纹。在第二孔部912b的内部安装有作为第一螺纹部的第一外螺纹903b。另外，在本实施方式中，在下壳29b形成有从下壳29b的外周面连通至第一孔部911b的第三孔部914b。并且，在第三孔部914b的内周面形成有内螺纹。在第三孔部914b的内部安装有作为第二螺纹部的第二外螺纹904b。第二孔部912b、第一外螺纹903b、第三孔部914b和第二外螺纹904b作为固定第一定位销901b的第一固定部910b发挥功能。另外，在本实施方式中，在下壳29b形成有从下壳29b的外周面连通至第四孔部921b的第五孔部922b。并且，在第五孔部922b的内周面形成有内螺纹。在第五孔部922b的内部安装有作为第三螺纹部的第三外螺纹905b。第五孔部922b和第三外螺纹905b作为固定第二定位销902b的第二固定部920b发挥功能。

图12是从上方观察实施方式2中的压电致动器30和保持部件36b的立体图。图12中表示出沿着相互正交的X、Y、Z方向的箭头。X方向是与图1和图2所示的轴向AD平行的方向，Z方向是与图1和图2所示的径向RD平行的方向。

保持部件36b设为两级的台阶形状。与YZ平面平行的底面930b为共通的底面，朝向+Y方向依次配置有第一级部931b、第二级部932b。在本实施方式中，第二级部932b高于第一级部931b。压电致动器30固定于第二级部932b。第一级部931b的高度低于第二级部932b的高度，因此不会与压电致动器30的未图示的布线发生干扰。

第一级部931b具有一个第一定位销901b和一个第二定位销902b。第一定位销901b的中心轴与第二定位销902b的中心轴分别与X方向平行。在本实施方式中，在第一级部931b打开具有直径略小于第一定位销901b的直径的孔，通过用锤等将第一定位销901b打入该孔从而加以固定。即，第一定位销901b通过过盈配合而固定于第一级部931b。第二定位销902b也与第一定位销901b同样地通过过盈配合而固定于第一级部931b。此外，固定方法不限于打入，可以使用接合剂，可以使用填料，也可以为基于外螺纹和内螺纹的螺纹连接。或者，第一定位销901b和第二定位销902b也可以不与保持部件36b分体，而与保持部件36b一体成型。

第一定位销901b的直径略小于第一孔部911b的直径。另外，第二定位销902b的直径略小于第四孔部921b的直径。而且，在Y方向和Z方向这两个方向上，第一定位销901b与第二定位销902b的相对位置等于第一孔部911b与第四孔部921b的相对位置。也就是说，通过将第一定位销901b插入第一孔部911b并将第二定位销902b插入第四孔部921b，从而能够将保持部件36b在能够在X方向上进退移动的状态下与下壳29b连接。另外，从底面930b伸出的第一定位销901b的长度大于从底面930b伸出的第二定位销902b的长度。由此，能够减小将第一定位销901b和第二定位销902b这双方插入第一孔部911b和第四孔部921b这双方时的双重适配的影响。也就是说，能够降低严格地说不平行的第一定位销901b和第二定位销902b不能卡合进入到同样严格地说不平行的第一孔部911b和第四孔部921b的可能性。另外，第一定位销901b和第二定位销902b在第一级部931b的上方未伸出。由此，不会与压电致动器30的未图示的布线发生干扰。

若将预先安装有压电致动器30、第一定位销901b和第二定位销902b的保持部件36b与下壳29b连接，则压电致动器30的顶端部33与转子40的被接触面49接触而产生作用力。为了通过压电致动器30使压电电机100b动作就不能缺少作用力，但保持部件36b处于相对于下壳29b能够在X方向上进退移动的状态，因此在该状态下无法维持作用力。因而，在本实施方式中，通过由第一外螺纹903b和第二外螺纹904b将第一定位销901b按压并卡止于第一孔部911b，从而固定第一定位销901b与第一孔部911b的相对位置。也就是说，第一固定部910b固定第一定位销901b与第一孔部911b的相对位置。由此，能够维持作用力。而且，能够抑制因第一定位销901b与第一孔部911b的间隙产生的不必要的振动，并防止压电电机100b的驱动力的下降。而且，能够将因第一定位销901b与第一孔部911b的间隙以及第二定位销902b与第二孔部912b的间隙而产生的保持部件36b的旋转方向的自由度限制在绕Y轴和绕Z轴这两个方向。也就是能够减少晃动并使压电致动器30的姿势稳定。进而，在本实施方式中，通过由第三外螺纹905b将第二定位销902b按压并卡止于第四孔部921b，从而固定第二定位销902b与第四孔部921b的相对位置。也就是说，第二固定部920b固定第二定位销902b与第四孔部921b的相对位置。由此，能够限制前述旋转方向的自由度中的剩余的绕X轴的方向。也就是说，能够更减少晃动并使压电致动器30的姿势更稳定。此外，在本实施方式中，通过将第一外螺纹903b和第二外螺纹904b卡止来实现第一定位销901b与第一孔部911b的相对位置的固定，通过将第三外螺纹905b卡止来实现第二定位销902b与第四孔部921b的相对位置的固定，但也可以通过第一孔部911b和第四孔部921b的内部配置接合剂、填料等来实现。也就是说，这些接合剂、填料等通过与第一定位销901b和第一孔部911b这双方相接触，并与第二定位销902b和第四孔部921b这双方相接触来进行各个相对位置的固定。该情况下，这些接合剂、填料等包含于第一固定部910b和第二固定部920b。

根据上面说明的本实施方式的压电电机100b，能够得到与实施方式1相同的效果。

3.实施方式3

虽然省略了图示，本实施方式的压电电机100c具有使实施方式1和实施方式2混合存在的构成。具体而言，第一定位销固定于下壳，第二定位销固定于保持部件。另外，保持部件形成有用于插入第一定位销的第一孔部，下壳形成有用于插入第二定位销的第四孔部。这样的构成也能够得到与实施方式1、2相同的效果。

4.实施方式4

图13是示出实施方式4中的机器人1100的概略构成的立体图。本实施方式中的机器人1100能够进行精密机器、构成精密机器的构件的供料、卸料、输送和组装等作业。机器人1100是六轴机器人，并具备：基座1101，固定于地板、天花板；第一臂1102，能够旋转地连结于基座1101；第二臂1103，能够旋转地连结于第一臂1102；第三臂1104，能够旋转地连结于第二臂1103；第四臂1105，能够旋转地连结于第三臂1104；第五臂1106，能够旋转地连结于第四臂1105；第六臂1107，能够旋转地连结于第五臂1106；以及机器人控制部1108，控制各臂1102、1103、1104、1105、1106、1107的驱动。第六臂1107设置有手连接部，手连接部装配有与机器人1100所执行的作业相应的末端执行器1109。各关节部中的全部或一部分搭载有实施方式1所说明的压电电机100，通过该压电电机100的驱动，各臂1102、1103、1104、1105、1106、1107进行旋转。各压电电机100的驱动由机器人控制部1108来控制。此外，机器人1100不限于六轴机器人，可以是五轴以下，也可以七轴以上。另外，图13中记载了垂直多关节机器人，但也可以是水平多关节机器人。

机器人控制部1108由具备一个以上处理器、主存储装置、进行与外部的信号的输入输出的输入输出接口的计算机构成。在本实施方式中，机器人控制部1108通过处理器执行在主存储装置上读入的程序、命令，从而控制机器人1100的动作。此外，机器人控制部1108也可以不是计算机，而由多个电路的组合构成。

根据上面说明的本实施方式的机器人1100，在关节部使用实施方式1所说明的压电电机100，因此不会使驱动力因不必要的振动而损失。因而，能够高效地供给驱动各臂1102、1103、1104、1105、1106、1107的驱动力。此外，机器人1100可以具备实施方式2所说明的压电电机100b，也可以使用具备实施方式3所说明的压电电机100c，来代替压电电机100。

Claims (5)

1.一种压电电机，其特征在于，具备：

振动体；

保持部，保持所述振动体；

壳体，在内部配置有所述振动体和所述保持部；

第一定位销，将所述保持部和所述壳体定位；以及

第一固定部，固定所述第一定位销，

在所述保持部和所述壳体中的一方固定有所述第一定位销，

在所述保持部和所述壳体中的另一方设置有在内部配置所述第一定位销的第一孔部，

所述第一固定部固定所述第一孔部与所述第一定位销的相对位置，

在所述保持部和所述壳体中的所述另一方设置有与所述第一孔部连通的第二孔部，

所述第一固定部具有第一螺纹部，所述第一螺纹部配置在所述第二孔部的内部并将所述第一定位销按压至所述第一孔部，

在所述保持部和所述壳体中的所述另一方设置有与所述第一孔部连通的第三孔部，

所述第一固定部具有第二螺纹部，所述第二螺纹部配置在所述第三孔部的内部并将所述第一定位销按压至所述第一孔部。

2.根据权利要求1所述的压电电机，其特征在于，

所述第一固定部配置在所述第一孔部的内部，并与所述第一孔部和所述第一定位销这双方相接触。

3.根据权利要求1或2所述的压电电机，其特征在于，具备：

第二定位销，将所述保持部和所述壳体定位；以及

第二固定部，固定所述第二定位销；

在所述保持部和所述壳体中的所述一方固定有所述第二定位销，在所述保持部和所述壳体中的所述另一方设置有在内部配置所述第二定位销的第四孔部，

所述第二固定部固定所述第四孔部与所述第二定位销的相对位置。

4.根据权利要求3所述的压电电机，其特征在于，

在所述保持部和所述壳体中的所述另一方设置有与所述第四孔部连通的第五孔部，

所述第二固定部具有第三螺纹部，所述第三螺纹部配置在所述第五孔部的内部并将所述第二定位销按压至所述第四孔部。

5.一种机器人，其特征在于，具有权利要求1～4中任一项所述的压电电机。