专利名称：压电马达的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压电马达，尤其涉及一种具有直线输出的压电马达。
背景技术：
随着现代工业的不断发展，马达的应用范围越来越广，传统的电磁马达虽 然转速快、功率高，但其利用转子磁铁与定子线圈间的电磁作用力推动转子转 动，容易受到外界电磁的干扰。而压电马达具有定位精度高，低速大转矩，结 构简单，无电磁干扰等优点，而逐渐受到广泛关注。
现有的具有直线输出的压电马达通常采用压电元件的摩擦头直接驱动马达 输出轴。然而，此种驱动方式只有通过控制压电元件的驱动信号来控制马达输 出轴的运动，具有输出调节不便的缺点。
因此，亟需研发一种可克服上述问题的新型压电马达。
发明内容
本发明提供一种压电马达，包括基座，设有收容腔；压电元件，安装于基 座收容腔内，压电元件具有两相对端部，摩擦头从其中一端部延伸；弹性元件， 设于压电元件的另一端部与收容腔的壁部之间；马达输出轴，用于驱动外接负 载相对基座沿其轴线运动，所述马达输出轴设有第一螺纹，所述外接负载限制 马达输出轴的转动；旋转体，可旋转地装设于基座上，所述旋转体设第二螺纹 用于与马达输出轴的第一螺纹螺合，所述摩擦头在弹性元件的偏压力的作用下
与旋转体的外表面摩擦接触，当压电元件被激励时，所述摩擦头驱动所述旋转 体转动从而驱动马达输出轴沿其轴线前进或后退。本发明进一步的改进为所述旋转体为圆筒结构，套置于马达输出轴上， 所述第一螺纹为设置于马达输出轴外表面的外螺纹，第二螺纹为设置于旋转体 内表面的内螺纹。
本发明进一步的改进为所述旋转体通过轴承可旋转地安装至基座。
本发明进一步的改进为所述旋转体从基座的一侧伸出，所述基座的另一 侧设有套筒，用于在马达输出轴退回时收容所述马达输出轴。
本发明进一步的改进为所述压电元件为块状结构，具有两相对表面，公 用电极与多数个分立电极分别设置于所述两相对表面上，所述马达输出轴的轴 线与所述两相对表面垂直。
本发明进一步的改进为所述基座的位于收容腔的两侧还设有压条，用于 防止压电元件从收容腔中脱出。
本发明进一步的改进为所述马达输出轴的末端设有一头部，用于与所述 外接负载连接。
本发明进一步的改进为所述旋转体由金属材料制成。
本发明进一步的改进为所述基座由塑料通过注塑成型。
本发明所举实施例具有的有益效果是压电元件与马达输出轴间增加一旋 转体，旋转体与马达输出轴间通过螺纹连接，充当减速机构，从而可增加马达 输出轴的控制精度，提高输出轴的输出扭矩和固持力。
图1所示为本发明一实施例提供的压电马达的结构示意图。
具体实施例方式
为了使本发明的所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1所示为本发明实施例提供的一种压电马达10，所述压电马达10包括
压电元件12和用于安装压电元件12的基座18。所述压电元件12为块状 (slab-type)结构，大致为方形，具有两长边和两短边，及两长边和两短边围 成的上下表面。所述压电元件12包括从其中一短边延伸出的摩擦头14，用于 与一旋转体26的接触面滑动接触。所述基座18为马达定子的一部分，其一表 面开设有收容腔20，所述压电元件12安装于基座18的收容腔20内，两压条 26分别从收容腔20的两侧向内延伸，并压在压电元件12上，用于防止压电元 件12从收容腔20内脱出，但不限制压电元件12被激励时的振动。弹性元件， 如弹簧16设置于压电元件12的另一短边(远离摩擦头14)与收容腔20的末 端之间，用于向压电元件12施加向外的偏压力，以便摩擦头14能持续保持与 所述旋转体26的接触面的接触。
一公用电极(图未示)设置于下表面上，四个分立电极20分别设置于上表 面的四个象限内，位于两对角象限内的分立电极相互电连接，所述电极分别通 过导线36连接至一控制器(图未示)。当压电元件12接到来自控制器的驱动 信号从而被激励时，摩擦头14将沿着椭圆形的运动轨迹按照顺时针方向或逆时 针方向运动。
所述马达输出轴24的外表面设有外螺纹，所述旋转体26为圆筒状，套置 于马达输出轴24上，其内表面设有内螺纹，用于与输出轴24的外螺纹螺合。 所述旋转体26的外表面形成所述接触面，用于与压电元件12的摩擦头14滑动 接触，所述旋转体26由金属材料制成，具有合适的硬度和表面光洁度。所述旋 转体26通过轴承30可旋转地安装至基座18的穿孔27，所述轴承30具有一台 阶部28用于限制旋转体26在轴向上的运动。所述压电元件12垂直马达输出轴 24放置。
所述马达输出轴24具有一头部32,用于与外接负载连接并驱动其运动。一套筒34安装于基座18的底端，用于在马达输出轴24退回时收容马达输出轴。
工作时，压电元件12的公用电极和其中一对分立电极通过与控制器电连接 构成回路时，压电元件12被激励从而使得其摩擦头14以极高频率不断地沿着 椭圆形的轨迹运动，在微观上体现为，在一个信号的前半个周期内，摩擦头14 与旋转体26的外表面接触并朝一个方向拨所述旋转体26，在后半个周期内， 摩擦头14脱离马达旋转体26的外表面，并沿与先前相反的方向运动。这样， 在摩擦头14以极高频率不断地沿预定的轨迹运动时，在宏观上体现为，所述摩 擦头14驱动旋转体26顺时针/逆时针转动，由于马达输出轴24的一端接有负 载限制其随旋转体26旋转，从而旋转体26可驱动马达输出轴24沿其轴线前进 或后退。当公用电极与另一对分立电极构成回路时，所述摩擦头14将驱动旋转 体26逆时针/顺时针转动，从而驱动马达输出轴24沿其轴线后退或前进。
在上述实施例中，旋转体26转动一周，输出轴24前进或后退一个齿。根 据实际应用需要，可适当调整旋转体26与输出轴24的齿数比，如旋转体26 转动一周，输出轴24可前进或后退若干个齿；或旋转体26转动若干周，输出 轴24前进或后退一个齿。压电元件12与马达输出轴24间增加旋转体26，旋 转体26与马达输出轴24间通过螺纹连接，充当减速机构，从而可增加马达输 出轴24的可控程度，提高输出轴24的输出扭矩和固持力，此种结构尤其适用 于负载可能会经受较大外力的应用场合。
可以理解地，上述压电元件可以是单层结构，也可以是多层结构。上述文 中提到的径向和周向为广义的径向和周向，不应理解为只是针对圆形或圆柱形 结构。马达输出轴24的横截面可以是圆形、方形或其他多边形等。基座18可 以由塑料通过注塑成型。
可以理解地，所述旋转体26与马达输出轴24还可以是其他结构，如旋转 体26可以是实心结构，马达输出轴24的轴线与旋转体的轴线平行，旋转体26 一端的外表面设螺纹与马达输出轴24的螺纹螺合，总之，只要能将旋转体的旋转运动转化为马达输出轴24的直线运动即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。
权利要求
1、一种压电马达，包括基座，设有收容腔；压电元件，安装于所述基座收容腔内，所述压电元件具有两相对端部，摩擦头从其中一端部延伸；弹性元件，设于压电元件的另一端部与收容腔的壁部之间，用于向压电元件施加偏压力；马达输出轴，用于驱动外接负载相对基座沿马达输出轴的轴线运动，所述马达输出轴设有第一螺纹，所述外接负载限制马达输出轴的转动；其特征在于所述压电马达还包括一可旋转地装设于基座上的旋转体，所述旋转体设第二螺纹用于与马达输出轴的第一螺纹螺合，所述摩擦头在弹性元件的偏压力的作用下与旋转体的外表面摩擦接触，当压电元件被激励时，所述摩擦头驱动所述旋转体转动从而驱动马达输出轴沿其轴线前进或后退。
2、 如权利要求l所述的压电马达，其特征在于所述旋转体为圆筒结构， 套置于马达输出轴上，所述第一螺纹为设置于马达输出轴外表面的外螺纹，第 二螺纹为设置于旋转体内表面的内螺纹。
3、 如权利要求1所述的压电马达，其特征在于所述旋转体通过轴承可旋 转地安装至基座。
4、 如权利要求l所述的压电马达，其特征在于所述旋转体从基座的一侧 伸出，所述基座的另一侧设有套筒，用于在马达输出轴退回时收容所述马达输 出轴。
5、 如权利要求1所述的压电马达，其特征在于所述压电元件为块状结构， 具有两相对表面，公用电极与多数个分立电极分别设置于所述两相对表面上， 所述马达输出轴的轴线与所述两相对表面垂直。
6、 如权利要求1至5任一项所述的压电马达，其特征在于所述基座的位 于收容腔的两侧还设有压条，用于防止压电元件从收容腔中脱出。
7、 如权利要求6所述的压电马达，其特征在于所述马达输出轴的末端设 有一头部，用于与外加负载连接。
8、 如权利要求6所述的压电马达，其特征在于所述旋转体由金属材料制成。
9、 如权利要求6所述的压电马达，其特征在于所述基座由塑料通过注塑 成型。
10、 如权利要求6所述的压电马达，其特征在于所述弹性元件为螺旋弹 簧，收容于所述收容腔内。
全文摘要
本发明提供一种压电马达，包括基座，设有收容腔；压电元件，安装于基座收容腔内，压电元件具有两相对端部，摩擦头从其中一端部延伸；弹性元件，设于压电元件的另一端部与收容腔的壁部之间；马达输出轴，用于驱动外接负载相对基座沿其轴线运动，所述马达输出轴设有第一螺纹，所述外接负载限制马达输出轴的转动；可旋转地装设于基座上的旋转体，所述旋转体设第二螺纹用于与马达输出轴的第一螺纹螺合，所述摩擦头在弹性元件的偏压力的作用下与旋转体的外表面摩擦接触，当压电元件被激励时，所述摩擦头驱动所述旋转体转动从而驱动马达输出轴沿其轴线前进或后退。本发明的压电马达，可增加马达输出轴的控制精度，提高输出轴的输出扭矩和固持力。
文档编号H02N2/02GK101562410SQ20091000548
公开日2009年10月21日 申请日期2009年1月15日 优先权日2008年1月28日
发明者I·萨埃德 申请人:德昌电机(深圳)有限公司