与激振组A2构成激振组A ； 一种贴片式具有增扭调速功能的离合装置离合控制与增扭调速控制方法，所述一种贴片式具有增扭调速功能的离合装置离合控制与增扭调速控制方法具体为激振组Al或激振组A2或激振组Al与激振组A2通以某一超声频段(大于16 kHz)内的交流激励电信号，交流激励电信号为正弦、方波或锯齿波等周期电信号。6.一种根据权利要求1所述的具有增扭调速功能的离合装置，其特征在于:为一种夹心式复合激振的具有增扭调速功能的离合装置，所述夹心式复合激振的具有增扭调速功能的离合装置的离合激振组件(6 )中的激振杆(6-2 )由前匹配端(6-2-1)、通电电极片(6-2-2)、环形压电陶瓷片(6-2-3)、后匹配端(6-2-4)和绝缘套筒(6_2_5)组成，所述前匹配端(6-2-1)阶梯状圆轴结构，所述前匹配端(6-2-1) —侧端部表面设置有P个螺纹孔(6-2-1-1)结构，所述前匹配端(6-2-1)另一侧端部外圆周表面设置有外螺纹(6-2-1-3)结构，所述环形压电陶瓷片(6-2-3)为4i片43激振模式与4激振模式的圆环形压电陶瓷片，所述4i片环形压电陶瓷片(6-2-3)中一侧布置的2i片环形压电陶瓷片(6-2-3)采用毛激振模式，所述4i片环形压电陶瓷片(6-2-3)中另一侧布置的2i片环形压电陶瓷片(6-2-3)采用1激振模式，所述通电电极片(6-2-2)为设置有凸耳结构的圆环形铜片，4i片环形压电陶瓷片(6-2-3)与4i+l片通电电极片(6-2-2)通过绝缘套筒(6-2-5)相互间隔套接于前匹配端(6-2-1)阶梯圆环面处的外圆周表面(6-2-1-2)上，其中i为大于等于I的整数，所述绝缘套筒(6-2-5)为薄壁圆环状结构；所述后匹配端(6-2-4)为圆柱体结构，所述后匹配端(6-2-4) —侧端部表面设置有P个螺纹孔(6-2-4-1)结构，所述后匹配端(6_2_4)另一侧端部表面中心位置设有内螺纹孔(6-2-4-2)结构； 所述布置于离合激振组件(6)中一侧激振杆(6-2)上的43激振模式的环形压电陶瓷片(6-2-3 )构成激振组Al，所述布置于离合激振组件(6 )中另一侧激振杆(6-2 )上的毛激振模式的环形压电陶瓷片(6-2-3)构成激振组A2，所述激振组Al与激振组A2构成激振组A ;所述布置于离合激振组件(6)中一侧激振杆(6-2)上的J15激振模式的环形压电陶瓷片(6-2-3)构成激振组BI，所述布置于离合激振组件(6)中另一侧激振杆(6-2)上的J15激振模式的环形压电陶瓷片(6-2-3)构成激振组B2，所述激振组BI与激振组B2构成激振组B ; 一种夹心式复合激振的具有增扭调速功能的离合装置离合控制与增扭调速控制方法，所述夹心式复合激振的具有增扭调速功能的离合装置增扭调速的控制方法具体为激振组BI通以某一超声频率(大于16 kHz)内的交流激励电信号，激振组Al通以同一超声频率内的交流激励电信号；或激振组B2通以某一超声频率(大于16 kHz)内的交流激励电信号，激振组A2通以同一超声频率内的交流激励电信号；或激振组BI与激振组B2通以某一超声频率(大于16 kHz )内的交流激励电信号，激振组Al与激振组A2通以同一超声频率内的交流激励电信号；激振组A与激振组B通以交流激励电信号的相位差为90度或270度；交流激励电信号为正弦、方波或锯齿波等周期电信号。7.一种根据权利要求1所述的具有增扭调速功能的离合装置，其特征在于:为一种贴片夹心式复合激振的具有增扭调速功能的离合装置，所述贴片夹心式复合激振的具有增扭调速功能的离合装置的离合激振组件(6)中的激振杆(6-2)由前匹配端(6-2-1)、通电电极片(6-2-2)、环形压电陶瓷片(6-2-3)、矩形压电陶瓷片(6-2-4)、后匹配端(6-2-5)和绝缘套筒(6-2-6)组成，所述前匹配端(6-2-1)为阶梯状圆轴结构，所述前匹配端(6-2-1)一侧端部表面设置有P个螺纹孔(6-2-1-1)结构，所述前匹配端(6-2-1)另一侧端部外圆周表面设置有外螺纹(6-2-1-3)结构，所诉前匹配端(6-2-1)阶梯圆环面处的外圆周表面(6-2-1-2)与绝缘套筒(6-2-6)套接安装，所述环形压电陶瓷片(6-2-3)为J15激振模式的圆环形压电陶瓷片，所述通电电极片(6-2-2)为设置有凸耳结构的圆环形铜片，4i片环形压电陶瓷片(6-2-3)与4i+l片通电电极片(6-2-2)通过绝缘套筒(6_2_6)相互间隔套接于前匹配端(6-2-1)阶梯圆环面处的外圆周表面(6-2-1-2)上，其中i为大于等于I的整数，所述矩形压电陶瓷片(6-2-4)为七激振模式的矩形压电陶瓷片，q片矩形压电陶瓷片(6-2-4)沿圆周方向均勻布置于后匹配端(6-2-5)外圆周表面上的q个外平面(6_2_5_2)上，所述布置于后匹配端(6-2-5)外圆周表面上的外平面(6-2-5-2)上的q个矩形压电陶瓷片(6-2-4)的形变方向与激振杆(6-2)的中心轴线成平行布置关系，其中q为大于等于I的整数；所述后匹配端(6-2-5 )为圆柱体结构，所述后匹配端(6-2-5 ) 一侧端部表面设置有P个螺纹孔(6-2-5-1)结构，所述后匹配端(6-2-5 )另一侧端部表面中心位置设有内螺纹孔(6-2-5-3)结构,所述后匹配端(6-2-5)外圆周表面上沿圆周方向均勻设置有q个外平面(6-2-5-2)结构； 所述布置于离合激振组件(6)中一侧激振杆(6-2)上的环形压电陶瓷片(6-2-3)构成激振组Al，所述布置于离合激振组件(6)中另一侧激振杆(6-2)上的环形压电陶瓷片(6-2-3)构成激振组A2，所述激振组Al与激振组A2构成激振组A ;所述布置于离合激振组件(6)中一侧激振杆(6-2)上的矩形压电陶瓷片(6-2-4)构成激振组BI，所述布置于激振组件(6)中另一侧激振杆(6-2)上的矩形压电陶瓷片(6-2-4)构成激振组B2，所述激振组BI与激振组B2构成激振组B ； 一种贴片夹心式复合激振的具有增扭调速功能的离合装置离合控制方法，所述一种贴片夹心式复合激振的具有增扭调速功能的离合装置离合控制方法具体为激振组BI或激振组B2或激振组BI与激振组B2通以某一超声频段(大于16 kHz)内的交流激励电信号，交流激励电信号为正弦、方波或锯齿波等周期电信号； 一种贴片夹心式复合激振的具有增扭调速功能的离合装置增扭调速控制方法，所述贴片夹心式复合激振的具有增扭调速功能的离合装置增扭调速的控制方法具体为激振组BI通以某一超声频率(大于16 kHz)内的交流激励电信号，激振组Al通以同一超声频率内的交流激励电信号；或激振组B2通以某一超声频率(大于16 kHz)内的交流激励电信号，激振组A2通以同一超声频率内的交流激励电信号；或激振组BI与激振组B2通以某一超声频率(大于16 kHz )内的交流激励电信号，激振组Al与激振组A2通以同一超声频率内的交流激励电信号；激振组A与激振组B通以交流激励电信号的相位差为90度或270度；交流激励电信号为正弦、方波或锯齿波等周期电信号。8.一种根据权利要求1所述的具有增扭调速功能的离合装置，其特征在于:为一种贴片式模态转换具有增扭调速功能的离合装置，所述贴片式模态转换具有增扭调速功能的离合装置的离合激振组件(6 )中的激振杆(6-2 )为圆柱体结构，所述激振杆(6-2 )两侧端部表面均设置有P个螺纹孔(6-2-4)结构，所述激振杆(6-2)靠近一侧端部外圆周表面沿圆周方向均匀设置有模态转换器(6-2-1)结构，所述激振杆(6-2)外圆周表面上的模态转换器(6-2-1)结构可为阵列多个矩形槽结构、阵列多个圆孔结构或阵列多个螺旋槽结构，所述激振杆(6-2)靠近另一侧端部外圆周表面沿圆周方向均匀设置有j个外平面(6-2-3)结构，其中j为大于等于I的整数，所述矩形压电陶瓷片(6-2-2)为名激振模式的矩形压电陶瓷片，且其沿厚度方向极化，所述布置于激振体外平面(6-2-3)上的j个矩形压电陶瓷片(6-2-2)形变方向均与激振杆(6-2)中心轴线成平行布置关系； 所述布置于离合激振组件(6)中一侧激振杆(6-2)上的矩形压电陶瓷片(6-2-2)构成激振组Al，所述布置于离合激振组件(6)中另一侧激振杆(6-2)上的矩形压电陶瓷片(6-2-2)构成激振组A2，所述激振组Al与激振组A2构成激振组A ； 一种贴片式模态转换具有增扭调速功能的离合装置离合控制与增扭调速控制方法，所述一种贴片式模态转换具有增扭调速功能的离合装置离合控制与增扭调速控制方法具体为激振组Al或激振组A2或激振组Al与激振组A2通以某一超声频段(大于16 kHz )内的交流激励电信号，交流激励电信号为正弦、方波或锯齿波等周期电信号。9.一种根据权利要求1所述的具有增扭调速功能的离合装置，其特征在于:为一种夹心式模态转换的具有增扭调速功能的离合装置，所述夹心式模态转换的具有增扭调速功能的离合装置的离合激振组件(6 )中的激振杆(6-2 )由前匹配端(6-2-1)、通电电极片(6-2-2)、环形压电陶瓷片(6-2-3)、后匹配端(6-2-4)和绝缘套筒(6_2_5)组成，所述前匹配端(6-2-1)阶梯状圆轴结构，所述前匹配端(6-2-1) —侧端部表面设置有P个螺纹孔(6-2-1-1)结构，所述前匹配端(6-2-1)另一侧端部外圆周表面设置有外螺纹(6-2-1-3)结构，所述环形压电陶瓷片(6-2-3)为43激振模式的圆环形压电陶瓷片，且其沿厚度方向极化，所述通电电极片(6-2-2)为设置有凸耳结构的圆环形铜片，4i片环形压电陶瓷片(6-2-3)与4i+l片通电电极片(6-2-2)通过绝缘套筒(6_2_5)相互间隔套接于前匹配端(6-2-1)阶梯圆环面处的外圆周表面(6-2-1-2)上，其中i为大于等于I的整数，所述绝缘套筒(6-2-5)为薄壁圆环状结构；所述后匹配端(6-2-4)为圆柱体结构，所述后匹配端(6-2-4)—侧端部表面设置有P个螺纹孔(6-2-4-1)结构，所述后匹配端(6_2_4)另一侧端部表面中心位置设有内螺纹孔(6-2-4-3)结构，所述后匹配端(6-2-4)外圆周表面上沿圆周方向均匀设置有模态转换器(6-2-4-2)结构，所述激振杆(6-2)外圆周表面上的模态转换器(6-2-4-2)结构可为阵列多个矩形槽结构或阵列多个圆孔结构或阵列多个螺旋槽结构； 所述布置于离合激振组件(6)中一侧激振杆(6-2)上的环形压电陶瓷片(6-2-3)构成激振组Al，所述布置于离合激振组件(6)中另一侧激振杆(6-2)上的环形压电陶瓷片(6-2-3)构成激振组A2，所述激振组Al与激振组A2构成激振组A ； 一种夹心式模态转换的具有增扭调速功能的离合装置实现离合控制与增扭调速控制方法，所述一种夹心式模态转换的具有增扭调速功能的离合装置离合控制与增扭调速的控制方法具体为激振组Al或激振组A2或激振组Al与激振组A2通以某一超声频段(大于16kHz )内的交流激励电信号，交流激励电信号为正弦、方波或锯齿波等周期电信号。10.一种根据权利要求1所述的具有增扭调速功能的离合装置，其特征在于:为一种强力输出夹心式模态转换的具有增扭调速功能的离合装置，所述强力输出夹心式模态转换的具有增扭调速功能的离合装置的离合激振组件(6)中的激振杆(6-2)由所述激振杆(6-2)由前匹配端(6-2-1)、压电叠堆(6-2-2 )和后匹配端(6-2-3 )组成，所述前匹配端(6-2-1)为阶梯状圆轴结构，所述前匹配端(6-2-1) —侧端部表面设置有P个螺纹孔(6-2-1-1)结构，所述前匹配端(6-2-1)另一侧端部外圆周表面设置有外螺纹(6-2-1-3)结构，所述前匹配端(6-2-1)阶梯圆环表面沿圆周方向均匀设置有i个盲孔(6-2-1-2)结构，其中i为大于I的整数，所述后匹配端(6-2-3)为圆柱体结构，所述后匹配端(6-2-3) —侧端部表面设置有P个螺纹孔(6-2-3-1)结构，所述后匹配端(6-2-3)另一侧端部表面中心位置设有内螺纹孔(6-2-3-3)结构，所述后匹配端(6-2-3)外圆周表面沿圆周方向均匀设置有模态转换器(6-2-3-2 )结构，所述后匹配端(6-2-3 )外圆周表面上的模态转换器(6-2-3-2 )结构可为阵列多个矩形槽结构或阵列多个圆孔结构或阵列多个螺旋槽结构； 所述布置于离合激振组件(6)中一侧激振杆(6-2)上的压电叠堆(6-2-2)构成激振组Al，所述布置于离合激振组件(6 )中另一侧激振杆(6-2 )上的压电叠堆(6-2-2 )构成激振组A2，所述激振组Al与激振组A2构成激振组A ； 一种强力输出夹心式模态转换的具有增扭调速功能的离合装置离合控制与增扭调速控制方法，所述一种强力输出夹心式模态转换的具有增扭调速功能的离合装置离合控制与增扭调速控制方法具体为激振组Al或激振组A2或激振组Al与激振组A2通以某一超声频段(大于16 kHz)内的交流激励电信号，交流激励电信号为正弦、方波或锯齿波等周期电信号。
【专利摘要】本发明公开了一种具有增扭调速功能的离合装置及其控制方法，以解决当前超声波离合器实现功能单一、不可增扭调速等技术问题。本发明包括上箱体、下箱体、输入轴、轴端组件、滑动支撑组件、离合激振组件、预紧组件、输出轴、连接组件和紧固螺栓，离合激振组件包括固定盘、激振杆和摩擦板，滑动支撑组件包括输入端和输出端滑动支撑组件。施加交流电信号于激振杆或摩擦板上压电元件，激发激振杆或摩擦板产生微幅高频振动，利用振动模态的叠加耦合，产生行波形成驱动摩擦力，通过调节激励电信号幅值大小与相位差，可实现本发明的离合控制与增扭调速。本发明具有结构简单紧凑、可增扭调速等技术优势，在机械传动与制动技术领域具有广阔的应用前景。
【IPC分类】F16D28/00, H02N2/08
【公开号】CN105626716
【申请号】CN201510003321
【发明人】刘小勇, 王良, 程廷海, 何丽鹏, 李荣丽, 王英廷, 李绍松
【申请人】刘小勇
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年1月6日