CN205319969U - 一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达 - Google Patents
一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205319969U CN205319969U CN201620030767.3U CN201620030767U CN205319969U CN 205319969 U CN205319969 U CN 205319969U CN 201620030767 U CN201620030767 U CN 201620030767U CN 205319969 U CN205319969 U CN 205319969U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- screw thread
- beam oscillator
- free beam
- free
- screw
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达，以解决当前螺纹副驱动型超声电机由于普遍采用单点接触驱动方式，导致运动稳定性差、输出力较小等问题。本实用新型由自由梁振子、4n个它激式伸缩片和螺纹转子组成，自由梁振子分别设置有4n个光滑外表面、内旋合螺纹、光滑内孔和2n个紧固锥孔，n为大于等于2的正整数，螺纹转子设置有外旋合螺纹。施加超声频段激励信号于它激式伸缩片，激发自由梁振子产生两列驻波振动模态，利用振动模态叠加耦合产生含有多个波长的驱动行波，驱动螺纹转子实现运动输出。本实用新型具有运动平稳性好、输出力大等技术优势，在精密驱动与传动技术领域具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达，属于精密驱动与传动的技术领域。
背景技术
超声电机（又可称作压电马达）是一种利用压电元件的逆压电效应激发定子弹性体产生微幅高频的超声振动，通过定子与动子间的摩擦耦合实现机械能输出的微特电机。根据动子的输出形式不同，超声电机可分为直线、旋转与多自由度等几种输出类型。螺纹超声电机作为目前诸多输出类型超声电机中的一种，其定子与动子间主要采用螺纹副进行传动，通过螺纹传动副实现旋转直线两自由度运动的输出。与其它类超声电机相比，螺纹副超声电机具有结构简单、定位精度高等优势，可广泛应用于精密驱动与传动的技术领域。
中国发明专利《超声导螺杆电动机》，授权公告号为CN1879232B，授权公告日为2010年04月07日，公开了一种用于驱动包含具有旋转轴的螺纹轴和与其配合的螺纹螺母的螺纹轴组件的装置，将螺纹螺母进行超声振动导致螺纹轴沿着轴向方向同时旋转并移动，螺纹轴连接到将轴向力施加到螺纹轴的载荷；中国发明专利《螺纹式直线超声电机》，申请公布号为CN103036472A，申请公布日为2013年04月10日，公开的一种螺纹式直线超声电机包括定子和转子，定子包括定子基体和粘贴在其上的纵振压电片和扭振压电片，定子基体为，在中空圆柱体上切出均布的四个平面，用于粘贴纵振压电片和扭振压电片，纵振压电片和扭振压电片均对称安装，成对使用，转子贯穿于定子，并通过转子的外螺纹与定子上的两个螺纹驱动端的内螺纹相配合，纵振压电片和扭振压电片在定子上激励出纵振和扭振的复合振动，使得定子螺纹驱动端上的质点运动轨迹为椭圆，定子通过摩擦驱动转子旋转，并将旋转运动转化为直线运动。
上述几种实现方式的螺纹副驱动型超声电机，其虽能在压电元件超声振动激励下实现旋转直线运动输出，但由于其定子与动子间普遍采用单点接触的驱动方式，导致其存在运动稳定性差、输出力较小等技术问题，严重制约了螺纹副驱动型超声电机的进一步应用与发展。
发明内容
为解决当前螺纹副驱动型超声电机的定子与动子间普遍采用单点接触驱动方式，导致其存在运动稳定性差、输出力较小等技术问题，本实用新型公开了一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达。
本实用新型所采用的技术方案是：一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达，由自由梁振子、4n个它激式伸缩片和螺纹转子组成；所述自由梁振子设置有4n个光滑外表面、内旋合螺纹、光滑内孔和2n个紧固锥孔，自由梁振子的4n个光滑外表面用于布置4n个它激式伸缩片，自由梁振子的内旋合螺纹设置于自由梁振子的两侧自由端部，且自由梁振子两侧自由端部的内旋合螺纹的旋合长度相等，自由梁振子的光滑内孔设置于自由梁振子两侧端部的内旋合螺纹之间，且自由梁振子两侧自由端部内旋合螺纹的孔径小于光滑内孔的直径，自由梁振子中相互间隔布置的2n个光滑外表面上均设置有2个紧固锥孔，其中布置于相互间隔的2n个光滑外表面上一侧的2n个紧固锥孔位于同一圆周上，其余布置于相互间隔的2n个光滑外表面上另一侧的2n个紧固锥孔位于另一圆周上，自由梁振子的2n个紧固锥孔用于自由梁振子的紧固安装，其中n为大于等于2的正整数；所述4n个它激式伸缩片均匀布置于自由梁振子中4n个光滑外表面的同一圆周上，且它激式伸缩片布置于自由梁振子中光滑外表面上的紧固锥孔之间；所述螺纹转子设置有外旋合螺纹，螺纹转子的外旋合螺纹与自由梁振子的内旋合螺纹旋合连接；所述4n个它激式伸缩片中相互间隔布置的2n个它激式伸缩片构成激振组A，其余相互间隔布置的2n个它激式伸缩片构成激振组B；所述自由梁振子的内旋合螺纹和螺纹转子的外旋合螺纹可为梯形螺纹、三角形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹、管螺纹或非标螺纹；所述它激式伸缩片可为电致伸缩片、磁致伸缩片、光致伸缩片或热致伸缩片。
本实用新型的有益效果：本实用新型一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达，通过施加超声频段内的交流激励电信号于它激式伸缩片，激发自由梁振子产生两列含有多波长的驻波振动模态，利用振动模态的叠加耦合，在自由梁振子与螺纹转子之间产生包含多个波长的运动行波，驱动螺纹转子实现运动输出。本实用新型具有运动平稳性好、输出力大等技术优势，在精密驱动与传动技术领域具有广泛的应用前景。
附图说明
图1所示为本实用新型提出的一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达的结构示意图；
图2所示为本实用新型提出的一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达的自由梁振子的剖视图；
图3所示为本实用新型提出的一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达的自由梁振子的侧视图；
图4所示为本实用新型提出的一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达的螺纹转子的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1~图4说明本实施方式。本实施方式提供了利用12个它激式伸缩片2进行激振的一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达的具体实施方案。所述一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达由自由梁振子1、12个它激式伸缩片2和螺纹转子3组成。
所述自由梁振子1设置有12个光滑外表面1-1、内旋合螺纹1-2、光滑内孔1-3和6个紧固锥孔1-4，自由梁振子1的材料选为黄铜材料，自由梁振子1的12个光滑外表面1-1用于布置12个它激式伸缩片2，自由梁振子1的内旋合螺纹1-2设置于自由梁振子1的两侧自由端部，且自由梁振子（1）两侧自由端部的内旋合螺纹1-2的旋合长度相等，自由梁振子1的内旋合螺纹1-2的表面需研磨处理，自由梁振子1的光滑内孔1-3设置于自由梁振子1两侧端部的内旋合螺纹1-2之间，且自由梁振子1两侧自由端部内旋合螺纹1-2的孔径小于光滑内孔1-3的直径，自由梁振子1中相互间隔布置的6个光滑外表面1-1上均设置有2个紧固锥孔1-4，其中布置于相互间隔的6个光滑外表面1-1上一侧的6个紧固锥孔1-4位于同一圆周上，其余布置于相互间隔的6个光滑外表面1-1上另一侧的6个紧固锥孔1-4位于另一圆周上，自由梁振子1的6个紧固锥孔1-4用于自由梁振子1的紧固安装；所述12个它激式伸缩片2均匀布置于自由梁振子1中12个光滑外表面1-1的同一圆周上，且它激式伸缩片2布置于自由梁振子1中光滑外表面1-1上的紧固锥孔1-4之间；所述螺纹转子3设置有外旋合螺纹3-1，螺纹转子3的材料选为不锈钢材料，螺纹转子3外旋合螺纹3-1的表面需研磨处理，螺纹转子3的外旋合螺纹3-1与自由梁振子1的内旋合螺纹1-2旋合连接实现动力传递和运动输出；所述12个它激式伸缩片2中相互间隔布置的6个它激式伸缩片2构成激振组A，其余相互间隔布置的6个它激式伸缩片2构成激振组B。所述自由梁振子1的内旋合螺纹1-2和螺纹转子3的外旋合螺纹3-1可为梯形螺纹、三角形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹、管螺纹或非标螺纹。所述它激式伸缩片2可为电致伸缩片、磁致伸缩片、光致伸缩片或热致伸缩片。
具体实施方式二：本实施方式提供了一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达的激励方法具体实施方案。所述一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达的激励方法具体如下所示。
所述激振组A通以某一超声频段内（一般大于16kHz）的正弦波激励电信号，激发自由梁振子1产生某一含有多个波峰和波谷的驻波振动模态；激振组B通以某一超声频段内（一般大于16kHz）的余弦波激励电信号，激发自由梁振子1产生另一含有多个波峰和波谷的驻波振动模态；当激振组A与激振组B所施加激励电信号的相位差为90度时，两列驻波振动模态通过叠加耦合，在自由梁振子1和螺纹转子3之间形成含有多个波长的正向运动行波，驱动螺纹转子3实现正向运动输出；当激振组A与激振组B所施加激励电信号的相位差为270度时，两列驻波振动模态通过叠加耦合，在自由梁振子1和螺纹转子3之间形成含有多个波长的反向运动行波，驱动螺纹转子3实现反向运动输出。
Claims (4)
1.一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达，由自由梁振子（1）、4n个它激式伸缩片（2）和螺纹转子（3）组成；其特征在于：所述自由梁振子（1）设置有4n个光滑外表面（1-1）、内旋合螺纹（1-2）、光滑内孔（1-3）和2n个紧固锥孔（1-4），自由梁振子（1）的4n个光滑外表面（1-1）用于布置4n个它激式伸缩片（2），自由梁振子（1）的内旋合螺纹（1-2）设置于自由梁振子（1）的两侧自由端部，且自由梁振子（1）两侧自由端部的内旋合螺纹（1-2）的旋合长度相等，自由梁振子（1）的光滑内孔（1-3）设置于自由梁振子（1）两侧端部的内旋合螺纹（1-2）之间，且自由梁振子（1）两侧自由端部内旋合螺纹（1-2）的孔径小于光滑内孔（1-3）的直径，自由梁振子（1）中相互间隔布置的2n个光滑外表面（1-1）上均设置有2个紧固锥孔（1-4），其中布置于相互间隔的2n个光滑外表面（1-1）上一侧的2n个紧固锥孔（1-4）位于同一圆周上，其余布置于相互间隔的2n个光滑外表面（1-1）上另一侧的2n个紧固锥孔（1-4）位于另一圆周上，自由梁振子（1）的2n个紧固锥孔（1-4）用于自由梁振子（1）的紧固安装，其中n为大于等于2的正整数；所述4n个它激式伸缩片（2）均匀布置于自由梁振子（1）中4n个光滑外表面（1-1）的同一圆周上，且它激式伸缩片（2）布置于自由梁振子（1）中光滑外表面（1-1）上的紧固锥孔（1-4）之间；所述螺纹转子（3）设置有外旋合螺纹（3-1），螺纹转子（3）的外旋合螺纹（3-1）与自由梁振子（1）的内旋合螺纹（1-2）旋合连接。
2.根据权利要求1所述的一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达，其特征在于：所述4n个它激式伸缩片（2）中相互间隔布置的2n个它激式伸缩片（2）构成激振组A，其余相互间隔布置的2n个它激式伸缩片（2）构成激振组B。
3.根据权利要求1所述的一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达，其特征在于：所述自由梁振子（1）的内旋合螺纹（1-2）和螺纹转子（3）的外旋合螺纹（3-1）可为梯形螺纹、三角形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹、管螺纹或非标螺纹。
4.根据权利要求1所述的一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达，其特征在于：所述它激式伸缩片（2）可为电致伸缩片、磁致伸缩片、光致伸缩片或热致伸缩片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620030767.3U CN205319969U (zh) | 2016-01-14 | 2016-01-14 | 一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620030767.3U CN205319969U (zh) | 2016-01-14 | 2016-01-14 | 一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205319969U true CN205319969U (zh) | 2016-06-15 |
Family
ID=56204246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620030767.3U Expired - Fee Related CN205319969U (zh) | 2016-01-14 | 2016-01-14 | 一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205319969U (zh) |
-
2016
- 2016-01-14 CN CN201620030767.3U patent/CN205319969U/zh not_active Expired - Fee Related
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102647108B (zh) | 类齿轮传动行波超声电机及其控制方法 | |
| Chen et al. | A new traveling wave ultrasonic motor using thick ring stator with nested PZT excitation | |
| CN102355157A (zh) | 压电片夹心式旋转直线超声电机定子 | |
| CN104410324B (zh) | 一种微型旋转直线行波压电电机 | |
| CN102710167B (zh) | 弯振子激励的旋转超声电机及其电激励方式 | |
| CN108551278A (zh) | 一种贴片式异向旋转双转子超声电机 | |
| CN101563839B (zh) | 一种直线驱动器 | |
| CN103036472B (zh) | 螺纹式直线超声电机 | |
| CN102005965B (zh) | 一种单相电源驱动的超声波电机 | |
| CN107834899B (zh) | 一种调节超声电机两相模态频率差和转向的方法 | |
| CN201656811U (zh) | 一种面内行波型旋转超声电机 | |
| CN206164396U (zh) | 一种柱状结构的微纳精密压电螺纹驱动机构 | |
| CN205319969U (zh) | 一种采用自由约束式大推力螺纹副驱动型压电马达 | |
| CN205377707U (zh) | 一种多振子组合径向激励盘结构螺纹超声电机 | |
| CN205319971U (zh) | 一种采用悬臂约束式大推力螺纹副驱动型压电马达 | |
| CN204392112U (zh) | 一种大行程高精度微纳驱动装置 | |
| CN205319970U (zh) | 一种自由梁结构微型螺纹超声电机 | |
| CN202663321U (zh) | 弯振子激励的旋转超声电机 | |
| CN1688097A (zh) | 驻波变频步进式超声电机 | |
| CN102299663B (zh) | 采用弹簧块预紧的圆筒型行波超声电机振子 | |
| CN102751900A (zh) | 两自由度超声波电机 | |
| CN208767995U (zh) | 一种贴片式异向旋转双转子超声电机 | |
| CN105281597A (zh) | 强力输出夹心式模态转换超声电机、驱动平台及其驱动方法 | |
| CN105305872A (zh) | 大行程高精度微纳驱动装置及其定位方法 | |
| CN204533278U (zh) | 具有增扭调速功能的离合器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160615 Termination date: 20170114 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |