或锯齿波等周期电信号。
[0027]【具体实施方式】四:结合图8与图9说明本实施方式。本实施方式提供了一种贴片式模态转换超声电机及使用该电机的驱动平台中第二弹性体3的一种梳齿型第二弹性体的实现方式。
[0028]所述第二弹性体3为梳齿型第二弹性体，所述梳齿型第二弹性体3 —侧端部表面中心位置设有螺纹孔3-1结构，其用于与第一弹性体2 —侧端部外螺纹2-1旋合连接，实现第一弹性体2与第二弹性体3的紧固连接；所述梳齿型第二弹性体3另一侧端部表面中心位置设有圆形凹槽3-3结构；所述梳齿型第二弹性体3圆形凹槽3-3结构一侧端部表面设置有梳齿3-6结构，所述梳齿型第二弹性体3梳齿3-6结构表面设置有摩擦材料3-4，其用于增大第二弹性体3与转动体4或转动台4接触表面的摩擦力，实现本发明高性能输出；所述梳齿型第二弹性体3圆形凹槽3-3结构与螺纹孔3-1结构中心位置设有通孔3-2结构，其用于实现输出轴9或紧固连接件8的间隙布置。
【主权项】
1.一种贴片式模态转换超声电机，由固定底座(1)、第一弹性体(2)、第二弹性体(3)、转动体(4)、键(5)、推力球轴承(6)、蝶形弹簧(7)、螺母(8)和输出轴(9)组成；所述固定底座(1)为板结构，所述固定底座(1) 一侧端部表面沿圆周方向均匀设置有η个通孔(1-1)结构，其中η为大于等于1的整数，所述固定底座(1) 一侧端部表面中心位置设有螺纹孔(1-2)结构，所述固定底座(1)另一侧端部表面中心位置设有沉头孔(1-3)结构，所述固定底座(1)螺纹孔(1-2)结构与沉头孔(1-3)结构中心位置设有通孔(1-4)结构；所述第一弹性体(2)为空心圆柱体结构，所述第一弹性体(2)两侧端部外圆周表面均设置有外螺纹(2-1)结构，所述第一弹性体(2)两侧端部外螺纹(2-1)结构之间的外圆周表面上沿圆周方向均匀设置有m个外平面(2-4 )结构，其中m为大于等于1的整数；述第一弹性体(2 )外平面(2-4)结构与一侧端部外螺纹(2-1)结构之间的外圆周表面上设置有h个模态转换器(2-3)结构，其中h为大于等于1的整数；所述布置于第一弹性体(2)外平面(2-4)上的矩形压电陶瓷片(2-2)采用七激振模式进行激励，且均沿厚度方向极化，所述布置于第一弹性体(2)外平面(2-4)上的矩形压电陶瓷片(2-2)的形变方向与第一弹性体(2)的中心轴线均成平行布置关系，所述第一弹性体(2)沿轴向设置有通孔(2-5)结构；所述第二弹性体(3)为平面型第二弹性体，所述平面型第二弹性体(3) —侧端部表面沿圆周方向均匀设置有p片矩形压电陶瓷片(3-5)，其中p为大于等于1的整数，所述布置于平面型第二弹性体(3)—侧端部表面上的矩形压电陶瓷片(3-5)采用七激振模式，且均沿厚度方向极化，所述平面型第二弹性体(3)布置矩形压电陶瓷片(3-5)—侧端部表面中心位置设有螺纹孔(3-1)结构，所述平面型第二弹性体(3)另一侧端部表面中心位置设有圆形凹槽(3-3)结构，所述平面型第二弹性体(3)圆形凹槽(3-3)结构一侧端部表面设置有摩擦材料(3-4)，所述平面型第二弹性体(3)圆形凹槽(3-3)结构与螺纹孔(3-1)结构中心位置设有通孔(3-2)结构；所述转动体(4)为板结构，所述转动体(4) 一侧端部表面中心位置设有圆形凹槽(4-1)结构，其与第二弹性体(3)的圆形凹槽(3-3)结构相对布置，所述转动体(4)另一侧端部表面中心位置设有凸缘(4-2)结构，所述转动体(4)凸缘(4-2)结构端部表面设置有阶梯孔(4-3)结构，所述转动体(4)端部表面中心位置设有通孔(4-4)结构，所述转动体(4)凸缘(4-2)结构内部设置有键槽(4-5)结构；所述输出轴(9)为阶梯轴结构，所述输出轴(9) 一侧端部设置有键槽(9-1)结构，所述输出轴(9)靠近键槽(9-1)结构一侧设置有外螺纹(9-2)结构，所述输出轴(9)另一侧端部设置有外螺纹(9-6)结构，所述输出轴(9)靠近两侧外螺纹(9-2)与(9-6)结构的外圆周表面(9-3)与(9-5)结构与推力球轴承(6)配合连接，所述输出轴(9)与推力球轴承(6)配合连接的外圆周表面(9-3)与(9-5)结构之间靠近键槽(9-1)结构一侧设置有键槽(9-4)结构；所述布置于第一弹性体(2)上的矩形压电陶瓷片(2-2)构成激振组A。2.一种根据权利要求1所述的贴片式模态转换驱动平台，其特征在于:为一种使用贴片式模态转换超声电机的驱动平台，所述一种使用贴片式模态转换超声电机的驱动平台由固定外架(1)、第一弹性体(2)、第二弹性体(3)、转动平台(4)、滚动体(5)、推力球轴承(6)、蝶形弹簧(7)、紧固连接件(8)和内六角螺栓(9)组成；所述固定外架(1)为一侧端部设置有法兰的薄壁圆环体结构，所述固定外架(1)法兰四周沿圆周方向均匀设置有q个通孔(1-1)结构，其中q为大于等于1的整数，所述固定外架(1)薄壁圆环体靠近法兰部分设置有通孔(1-2)结构，所述固定外架(1)薄壁圆环体靠近悬臂端部内侧设置有圆弧状滑道(1-3)结构，所述固定外架(1)法兰一侧端部表面中心位置设有阶梯孔(1-4)结构，所述所述固定外架(1)法兰另一侧端部表面中心位置设有阶梯孔(1-6)结构，所述固定外架(1)法兰端部表面阶梯孔(1-4)结构中心位置设有通孔(1-5)结构；所述第一弹性体(2)为两侧端部均设置有螺纹孔(2-1)结构的圆柱体结构，所述第一弹性体(2) —侧端部设置有外螺纹(2-5)结构，所述第一弹性体(2)外圆周表面上沿圆周方向均匀设置有m个外平面(2-4)结构，，其中m为大于等于1的整数；所述布置于第一弹性体(2)外平面(2-4)上的矩形压电陶瓷片(2-2)采用七激振模式，且均沿厚度方向极化；所述布置于第一弹性体(2)外平面(2-4)上的矩形压电陶瓷片(2-2)的形变方向与第一弹性体(2)的中心轴线均成平行布置关系；所述第一弹性体(2)外平面(2-4)结构与一侧端部外螺纹(2-5)结构之间的外圆周表面上设置有h个模态转换器(2-3)结构；所述转动平台(4)为板结构，所述转动平台(4) 一侧端部表面中心位置设有圆形凹槽(4-1)结构，所述转动平台(4)另一侧端部表面中心位置设有沉头孔(4-2)结构，所述转动平台(4)圆形凹槽(4-1)结构与沉头孔(4-2)结构之间设置有通孔(4-3)结构，所述转动平台(4)外圆周表面设置有圆弧形滑道(4-5)结构，所述转动平台(4)另一侧端部表面沿圆周方向均匀设置有r个螺纹孔(4-4)结构，其中r为大于等于1的整数；所述紧固连接件(8)为一侧端部设有内六角孔的圆柱体结构，所述紧固连接件(8)另一侧端部设置有外螺纹(8-1)结构，所述紧固连接件(8)内六角孔与外螺纹(8-1)结构之间的外圆柱表面(8-2)与推力球轴承(6)紧密配合连接；所述布置于第一弹性体(2)上的矩形压电陶瓷片(2-2)构成激振组A。3.一种如权利要求1或2所述的贴片式模态转换超声电机及使用该电机的驱动平台的驱动方法，其特征在于:所述贴片式模态转换超声电机及使用该电机的驱动平台的驱动方法具体为激振组A通以某一超声频率(大于16 kHz)的交流激励电信号，交流激励电信号可为正弦、方波或锯齿波等周期电信号。4.一种根据权利要求1或2所述的贴片式模态转换超声电机及使用该电机的驱动平台的第二弹性体(3)，其特征在于:为一种梳齿型第二弹性体，所述梳齿型第二弹性体(3) —侧端部表面中心位置设有螺纹孔(3-1)结构，所述梳齿型第二弹性体(3)另一侧端部表面中心位置设有圆形凹槽(3-3)结构，所述梳齿型第二弹性体(3)圆形凹槽(3-3)结构一侧端部表面设置有梳齿(3-6 )结构，所述梳齿型第二弹性体(3 )梳齿(3-6 )结构表面设置有摩擦材料(3-4)，所述梳齿型第二弹性体(3)圆形凹槽(3-3)结构与螺纹孔(3-1)结构中心位置设有通孔(3-2)结构。
【专利摘要】本发明公开了一种贴片式模态转换超声电机、驱动平台及其驱动方法，以解决对于单独采用梁结构或盘结构弹性体超声电机整体输出性能不理想等技术问题。本发明包括固定底座、第一弹性体、第二弹性体、转动体、键、推力球轴承、蝶形弹簧、螺母和输出轴，第一弹性体为梁结构，且第一弹性体设置有模态转换器结构，第二弹性体为板结构，矩形压电陶瓷片采用<i>d</i>31激振模式。施加超声段激励信号于压电陶瓷片，激发第一弹性体和第二弹性体分别产生纵振和弯振模态，利用振动模态的叠加耦合，产生驱动摩擦力，实现本发明的运动输出。本发明具有输出功率大、电机运行平稳以及应用范围广等技术优势，在精密驱动与微定位技术领域具有广泛的应用前景。
【IPC分类】H02N2/10, H02N2/12
【公开号】CN105391335
【申请号】CN201510002572
【发明人】程廷海, 柳虹亮, 王良, 张邦成, 王占礼, 林洁琼, 王拓
【申请人】长春工业大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年1月6日