惯性式压电超声电机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种惯性式压电超声电机，属于惯性直线超声电机技术领域。
【背景技术】
[0002] 惯性式超声电机是一类可微型化的压电电机。与传统的超声电机相比，惯性式超 声电机具有结构简单，体积小，精度高，易于微型化等优点，备受研究人员的关注。但是由 于利用定子轴的不等速原理实现动子的运动，如何合理的激励定子轴实现不等速运动是此 类惯性式超声电机设计的关键所在。专利[CN 101071998A]公布了一种方波驱动的惯性式 直线型压电电机，利用层叠式压电陶瓷堆的径向变形通过放大机构转换并放大为定子轴的 轴向变形，能很好实现高精度、大推力、快速响应的功能。但是实际应用中，层叠式压电陶 瓷堆只能伸长变形，而不能收缩变形，该样就大大降低了上述所公开的惯性式压电电机的 效果，无法产生较大的推力W及快速响应。即使在不同幅值的驱动信号的激励下，层叠式压 电陶瓷堆只能在最长伸长量到原长范围内变形，因此无法在实际应用中实现惯性运动的原 理。此外，惯性式超声电机的工作原理是利用惯性力克服摩擦力做功来实现动子的不等速 运动，但是动子是设置在定子轴上，无法较好的调整两者之间的预压力，同时受定子结构的 限制，惯性式超声电机的应用问题一直没有能够得到很好的解决。针对已提出的惯性式超 声电机存在的问题，本实用新型提出了一种利用矩形压电复合振子在银齿波信号的激励下 产生的弯曲变形来驱动动子的直线运动，或者固定动子实现定子的直线运动。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型针对现有惯性式超声电机的技术缺陷，提出一种实际可行、结构简单、 大力矩、高速度、高精度、大行程、易于控制、方便使用的新型惯性式压电超声电机。
[0004] 为实现W上的技术目的，本实用新型将采取W下的技术方案：
[0005] -种惯性式压电超声电机，包括压电复合振子、夹持装置和圆杆，所述压电复合振 子成对设置，前述成对设置的两个压电复合振子，分别为第一压电复合振子、第二压电复合 振子，对称地分设在圆杆轴线两侧；所述压电复合振子包括芯板W及两片压电陶瓷片，所 述的两片压电陶瓷片分别粘贴在芯板处于厚度方向上的内外两侧面，芯板安装在夹持装置 中，而圆杆则与第一压电复合振子的芯板、第二压电复合振子的芯板之间所形成的夹持安 装部相接触；压电陶瓷片与相应的激励电源连接。
[0006] 作为本实用新型的进一步改进，所述夹持装置包括两个分体设置的夹持 件，分别为上夹持件、下夹持件；各夹持件包括固定部W及连接臂；所述固定部呈" 口 "设置，包括横直段W及连接在横直段两端的竖直段；固定部的竖直段纵向开设贯穿的安 装孔，且固定部的横直段在端部分别连接有一连接臂，各连接臂皆设置有用于与芯板配合 连接的连接部a;上夹持件固定部的竖直段与下夹持件固定部的竖直段相背设置，且上夹 持件、下夹持件通过穿过安装孔的螺纹连接组件锁紧。
[0007] 作为本实用新型的进一步改进，所述芯板，为一矩形板，在其长度方向的一个侧边 的中部位置开设夹持槽，在所述夹持槽的两侧对称地设置一个与连接部a配合的连接部b ; 所述芯板、夹持件之间通过连接部a、连接部b之间的配合连接而连成一体；所述夹持安装 部通过第一压电复合振子芯板上的夹持槽和第二压电复合振子芯板上的夹持槽构成。
[0008] 作为本实用新型的进一步改进，所述夹持槽呈V形。
[0009] 作为本实用新型的进一步改进，所述连接部a、连接部b为配合使用的凸起、插槽 结构。
[0010] 作为本实用新型的进一步改进，所述凸起设置在芯板上，而插槽则开设在连接臂 上。
[0011] 作为本实用新型的进一步改进，所述压电复合振子为两对，所述连接臂与固定部 的竖直段形成T形状；两对压电复合振子分设在固定部的两侧。
[0012] 作为本实用新型的进一步改进，所述上夹持件、下夹持件的两侧竖直段端部之间 均通过一垫片连接。
[0013] 作为本实用新型的进一步改进，所述上夹持件、下夹持件所配装的垫片中，至少有 一片为弹黃片。
[0014] 根据W上的技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有W下的优点：
[0015] 1、本实用新型所述的惯性式压电超声电机，不仅具有结构简单、大力矩、高速度、 高精度、大行程、易于控制、方便使用等优点，而且易于加工和实现微型化，可用于手机、相 机、显微镜等仪器设备的聚焦系统或者精密器械的驱动部分。
[0016] 2、为了解决夹持问题对本实用新型电机性能的影响，将夹持装置设计为上下两部 分，同时每一部分上安装两组压电复合振子；该样一来，便是四组压电复合振子在同频、同 向、同型的银齿波激励信号作用下驱动圆杆的往复直线运动。而最大的预压力调节问题则 通过两个螺栓将上、下夹持装置连接起来，并在螺栓端部设置一个半环形弹黃片来解决。通 过调节螺栓来控制压电复合振子与圆杆接触的预压力。同时由于V形槽具有调节预压力的 作用，结合夹持装置和弹黃片实现了电机的预压力的可调可控，对电机性能的提升具有很 大的作用。
【附图说明】
[0017] 图1是惯性式压电超声电机的整体结构示意图。
[0018] 图2是压电复合振子的结构示意图。
[0019] 图3是芯板的结构示意图。
[0020] 图4是上夹持件的结构示意图。
[0021] 图5是下夹持件的结构示意图。
[0022] 图6是半部分定子的结构示意图。
[0023] 图7是弹黃片的结构示意图。
[0024] 图8是银齿波信号示意图。
[00巧]图9是惯性式压电超声电机的原理示意图。
[002引图中；1、芯板；1.1、V形槽；1.2、凸起；2、压电陶瓷片；3、上夹持件；3.1、螺纹孔； 3. 2、上插槽；4、下夹持件；4. 1、通孔；4. 2、下插槽；5、圆杆；6、垫片；7、螺栓；8、弹黃片； 8. 1、安装槽；压电复合振子9。
【具体实施方式】
[0027] 附图非限制性地公开了本实用新型所涉及优选实施例的结构示意图；W下将结合 附图详细地说明本实用新型的技术方案。
[002引如图1、图6所示，本实用新型所述的惯性式压电超声电机，包括压电复合振子9、 夹持装置和圆杆5,所述压电复合振子成对设置，附图中包括两对，共四组；前述成对设置 的两个压电复合振子，分别为第一压电复合振子、第二压电复合振子，对称地分设在圆杆5 轴线两侧；所述压电复合振子包括芯板1 W及分别粘贴在芯板1两侧面的两片压电陶瓷片 2,芯板1安装在夹持装置中，圆杆5通过第一压电复合振子的芯板1与第二压电复合振子 的芯板1之间所形成的夹持安装部夹持固定。
[0029] 如图2所示，本实用新型所述压电复合振子由芯板1 W及粘贴在芯板1沿厚度方 向上的内外两个表面的压电陶瓷片2构成；其中，所述芯板1，如图3所示，为一矩形板，在 其长度方向的一个侧边的中部位置开设V形槽1. 1，在所述V形槽1. 1的两侧对称地设置一 个凸起1. 2,因此，所述的V形槽1. 1的一个槽壁与相邻的凸起1. 2之间形成凹槽，同时凹槽 在凸起1. 2 -侧的槽壁根部设置有一个凸台；所述压电陶瓷片2与V形槽1. 1的槽底齐平。
[0030] 所述夹持装置，如图1、图4、图5所示，包括两个分体设置的夹持件，分别为上夹持 件3、下夹持件4 ;各夹持件均包括固定部