专利名称：一种压电超声微电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种压电超声微电机，特别是指一种采用定子轴向浮动方式实现定位的压电超声微电机。
根据上述目的设计了一种压电超声微电机，包括杯状外壳、外壳内的定子组件和转子组件，定子组件包括定子、底座及紧压于定子和底座之间的压电陶瓷环片和电极片，转子组件包括转子、伸出外壳底外的转子中心轴、将转子压于定子上的螺旋弹簧压力机构，转子中心轴通过分别固定在外壳上和定子中的一对轴承定位，在杯状外壳的杯口处固定有一托块及与托块呈固定联接的光电编码器。该托块与转子中心轴位于同一条轴线上，并位于定子底座的外侧，即定子组件有适量的装配自由度；在托块的中心有一凸台或在托块的中心设有材质为金属或非金属的垫圈，定子组件轴向安装其上并使凸字型底座的台阶面与杯状外壳的杯口面有一间隙。装配时，托块中心凸台或垫圈套在光电编码器联结轴上，该轴与转子间为螺纹联接；同时，托块与外壳通过螺栓相联接，该螺栓穿过定子底座上的螺栓过孔，使定子组件周向固定。
本实用新型压具有如下特点1、定子组件轴向浮动安装在托块凸台或垫圈上，有利于电机定子组件的超声振动，从而提高了电机工作效率和动力输出的平稳性。
2、定子组件轴向浮动安装在托块凸台或垫圈上，使定子组件有一定的自适应性或轴向自由度，易于装配和调整，改善了转子与定子的接触状况，大大降低了对电机零件的机械加工精度要求。
3、由于增加了光电编码器和相应的控制器，当电机工作时，通过光电编码器准确输出转子所转过的角度信号，并根据该信号由相应的控制器，对转子转过的角度大小进行精确控制，使电机输出定位精度更高。
4、为了避免细长轴难以加工的问题，采用通过光电编码器联接轴将转子与光电编码器相联接。
5、转子与输出轴制作成一整体，既克服了现有技术由于中心轴与转子是通过橡胶垫依靠摩擦力相联接所带来的橡胶垫蠕动和破损等缺陷，又保证了转子与输出轴的形位公差要求，使电机工作更稳定可靠。
6、采用弹簧压力机构增大了装配过程中压力机构的调整范围，使电机装配更容易，电机的一致性更好。
7、在压力机构中采用挡环结构，从而可以选择适当的弹簧直径和弹簧钢丝直径，使转子与定子间的压力大小合适和分布均匀。
附图1是本实用新型的装配结构示意图；附图2是现有技术的装配结构示意图。
图1给示了本实用新型的一个实施例，包括定子组件10、托块15及固定在托块上的光电编码器16、外壳12，还有通过被分别固定于定子101上端内壁和外壳12上端内壁的一对轴承132、131及轴承所支承的转子组件11，转子组件置于两轴承之中。定子组件由定子、定子底座102及紧压于定子与其底座之间的压电陶瓷环片103和电极片104构成；转子组件由转子111、与转子成一体的中心轴112以及螺旋弹簧113、挡环114组成的压力机构构成，转子与定子在螺旋弹簧的压力下紧密接触；而光电编码器借助其联结轴17与转子联接。定子组件轴向浮动安装在托块中心的凸台或垫圈151上，并与杯状外壳下端面保持一定的间隙，托块与外壳，通过螺栓14相联结，该螺栓将托块和光电编码器、定子底座及外壳连成一体，使定子得到周向固定。
本实用新型工作时需要输入一对正交电压信号Sinωt、Cosωt到两对压电陶瓷环片中，其工作频率为定子组件的谐振频率。测试数据表明，本实用新型具有低速、大力矩、高分辨率等特征，主要参数及性能指标如下外形为圆柱形，直径φ30mm，长度45mm，工作频率25kHz，转速0-100rpm，最大输出力矩大于2kgf·cm，最小角分辨率0.01°，精确定位精度0.36°。
权利要求1.一种压电超声微电机，包括杯状外壳(12)、外壳内的定子组件(10)和转子组件(11)，定子组件包括定子(101)、底座(102)及紧压于定子和底座之间的压电陶瓷环片(103)和电极片(104)，转子组件包括转子(111)、伸出外壳底外的转子中心轴(112)、将转子压于定子上的螺旋弹簧(113)压力机构，转子中心轴通过分别固定在外壳上和定子中的一对轴承定位，其特征是在杯状外壳的杯口处固定有一托块(15)及与托块呈固定联接的光电编码器(16)。
2.根据权利要求1所述的微电机，其特征是所述的托块与转子中心轴位于同一条轴线上，并位于定子底座的外侧。
3.根据权利要求1或2所述的微电机，其特征是在托块的中心有一凸台(151)或在托块的中心设有材质为金属或非金属的垫圈，定子组件轴向安装其上并使凸字型底座的台阶面与杯状外壳的杯口面有一间隙。
4.根据权利要求3所述的微电机，其特征是托块中心凸台或垫圈套在光电编码器联结轴(17)上。
5.根据权利要求4所述的微电机，其特征是光电编码器联结轴与转子间为螺纹联接。
6.根据权利要求3所述的微电机，其特征是托块与外壳通过螺栓相联接，该螺栓穿过定子底座上的螺栓过孔，使定子组件周向固定。
专利摘要一种压电超声微电机，包括杯状外壳、包括定子、底座及紧压于定子和底座之间的压电陶瓷环片和电极片的定子组件和包括转子及其中心轴、将转子压于定子上的螺旋弹簧压力机构的转子组件，在外壳的杯口处有一托块，托块上固定有提高输出定位精度光电编码器。定子组件轴向浮动安装在托块中心的凸台或垫圈上并与外壳下端面有一间隙，光电编码器通过联结轴与转子螺纹连接，托块与外壳间螺栓相连，同时螺栓穿过定子底座使定子组件周向固定。定子组件轴向浮动使之具有自适应性或轴向自由度，利于超声振动，提高了工作效率和动力输出的平稳性，还利于装配和调整，改善了转子与定子的接触状况，降低了加工精度要求。
文档编号H02N2/10GK2555587SQ02270820
公开日2003年6月11日 申请日期2002年5月30日 优先权日2002年5月30日
发明者邱海波 申请人:邱海波