CN1606225A - 监视器云台用超声电机 - Google Patents

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Abstract

一种监视器云台用超声电机。电机由转子(5)、定子(4)、弹簧片(11)、空心轴(13)、压电陶瓷片(12)等构成。定子(4)通过螺钉(6)固定在机壳(3)上，转子(5)依靠弹簧片(11)变形产生预压力压在定子上，调整垫片(9)的厚度决定了弹簧的变形量，也决定了预压力的大小。转子和弹簧片、以及弹簧片和轴之间通过键槽连接的方式传动，而轴(13)采用两端轴承(2与7)固支的方式。当电机定子上的压电陶瓷片(12)通入两相相位差90度的正弦激励信号时，定子表面质点做椭圆运动，推动转子转动。具有低速、无噪音，结构简单、中空、启停特性良好，特别适合作为监视器云台的驱动部件。

Description

监视器云台用超声电机
技术领域：
本发明的监视器云台用超声电机属微电机领域中的超声电机。
背景技术：
超声电机是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动的新型微电机。专利号为ZL 98 1 11421.0的专利由于来用摩擦传动，可靠性和稳定性较差，也不适合在监视器云台上应用。
发明内容：
本发明的目的在于研制一种低速、结构简单、响应速度快、输出轴中空的适合监视器云台用的行波型超声电机。
本超声电机的组成是，轴承盖连于壳体上端面，壳体下端面与底座相接触，表面粘贴压电陶瓷片的定子置于壳体内，安装在壳体内上端部中间的凸台上，安装在输出轴上的转子置于定子的下部，装在输出轴上的弹簧片置于转子和垫片之间，其特点是输出轴上下两端分别通过轴承支撑于轴承盖和底座上，输出轴外径有一对称的键槽；转子边缘有两对对称的槽；弹簧片内径有一对对称的键。
本发明与现有的超声电机相比有以下优点：1轴为中空，可以通过导线，解决了云台转动时绕线的问题。2以往的超声电机转子与轴之间靠摩擦传动，现在靠键槽的连接，传动更加可靠。3输出轴两端轴承支撑运动更加平稳。
附图说明：
图1是单个监视器用超声电机的结构示意图。图1中的标号的名称：1、轴承盖，2、轴承，3、壳体，4、定子，5、转子，6、螺钉，7，轴承，8、底座，9、调整垫片，10、垫片，11、弹簧片，12，压电陶瓷片，13、输出轴。
图2是输出轴、转子、弹簧片的结构示意图。其中(a)为轴的结构示意图，图(b)为转子的结构示意图，图(c)为弹簧片的结构示意图。
图3是两台电机组成的监视器云台的装配图。
具体实施方式：
由图1可知，单个监视器云台用的超声电机的结构是，轴承盖1与壳体3的上端面通过螺钉相连，压电陶瓷片12粘贴在定子4的上表面，定子4置于壳体内通过螺钉装在壳体3上端中间的凸台上，置于定子4下方的转子与固定于输出轴13上，装在输出轴上的弹簧片11置于转子5与垫片10之间，输出轴13上下两端分别通过轴承支撑与轴承1和底座8上，使运动更稳定可靠，输出轴13为中空，可以通过导线，解决了云台转动时绕线的问题，轴外径有一对对称的键槽，如图2中的图(a)所示。弹簧片11内径有一对对称的键，如图2中的图(c)所示，用来同轴13外径的一对键槽相连，解决了现有超声电机转子与轴之间靠摩擦传动的方式，使得本发明得传动更稳定可靠，转子与边缘有两对对称的槽，如图2中的图(b)所示，使弹簧片11的四个脚插入转子与边缘四个对应的槽内。当通入两相相位90度的正弦电压时，由于压电陶瓷的逆压电效应，使得电机定子表面的质点做椭圆运动，这样定子就会产生对转子切向上的推力，这个推力的大小和弹簧与压力有关，选择合适的调整垫片可以获得想要的预压力。转子被推动以后，因为弹簧片的四个脚伸到转子的四个槽中，因此弹簧片也跟着转动，还因为轴上两个槽，与弹簧内径两个突出的键相配合，这样弹簧片就推着轴转动。
图3是两台电机组成的监视器云台的装配图，可以方便的将摄像头安装在连接盘14上。下方的电机转动实现摄像头的水平转动，上方的电机转动带动摄像头竖直方向的转动，通过对这两台电机的控制可以实现扫描、实时跟踪等监视状态。

Claims (2)

1.一种监视器云台用超声电机，其组成是轴承盖(1)连与壳体(3)上端面，壳体(3)下端与底座(8)相连，表面粘贴压电陶瓷片(12)的定子(4)置于壳体(3)内，安装在壳体(3)内上端部的凸台上，安装在输出轴(13)上的转子(5)置于定子(4)的下部，装在输出轴(13)上的弹簧片(11)置于转子(5)与垫片(10)之间，其特征在于，所述输出轴(13)上下两端分别通过轴承(2)和轴承(7)支撑固定在轴承盖(1)和底座(8)上，输出轴13)外径有两个对称的键槽；所述转子(5)边缘有四个对称的槽；所述弹簧片(11)内径有两个对称的键。
2.根据权利要求1所述的监视器云台用超声电机，其特征在于输出轴(13)为中空轴。
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