专利名称：基于半波复合棒压电振子的振动转换型超声马达的制作方法
技术领域：
基于半波复合棒压电振子的振动转换型超声马达属于压电超声马达技术领域。
背景技术：
压电超声马达由于响应快，断电时能自锁，无电磁干扰，也不受电磁干扰影响和能低速运转等特点，作为精密元件有着十分广泛的应用前景。其中有一类被称之为混合换能器型的超声马达，它的作为定子的棒状振子内包含了作厚度振动和扭转振动的二种压电片，以激励定子使之产生驱动转子所需的纵振动和扭转振动。而J.Tsujino等人则提出另一种在振子柱面上在波节处开一组平行斜槽的较简单的方法，使振子的纵振动部分地被转换为扭转振动，转子的旋转方向取决于斜槽的方向。这种马达的结构较简单和坚固，可有较大的输出力矩，适用于某些应用领域，但其作为定子的棒状振子的长度是等于或大于全波长。
发明内容
本发明的目的在于提出一种结构更为紧凑的和更为实用的基于半波复合棒压电振子的振动转换型超声马达。
本发明的特征在于，它含有长度在对应于所工作的频率作为一个纵振复合棒压电振子时是半波长的定子，转子，予紧机构，和马达的机械力矩输出机构。所说的定子包含从上而下依次紧叠的在柱面的非波节处刻有一组平行斜槽的上定子，压电片，电极片，和下定子。所说的转子包含和上定子上端面摩擦接触的摩擦片及和摩擦片上平面粘合的金属圆盘。所说的予紧机构包含压在金属圆盘上端凹面上的橡胶垫圈和弹簧片，以及卡在下轴承上的卡簧。马达的机械力矩输出机构包含贯穿定子和转子中心线的转轴和上下轴承。
样机试验表明它可以正常工作，不同的斜槽取向使马达有不同的旋转方向。
图1现有的一种混合换能器型超声马达原理图。
图2现有的一种基于复合棒压电振子的振动转换型超声马达原理图。
图3本发明提出的基于半波长复合棒压电振子的振动转换型超声马达。
具体实施例方式
比较图2和图3，可以看出，由于在图2中平行斜槽是开在波节处的，所以必须在另一个波节处加以固定，从而定子长度必须是全波长的。本发明的平行斜槽是开在定子柱面上非波节处的，所以可以采用半波长大大减少了体积。
在图1中定子2包含有厚度振动压电片201和扭转振动压电片202，预紧机构3保证转子1和定子2间有一定的预紧力。
在图2中定子4的长度为全波长，在一个波节处开有一组平行斜槽401，预紧机构6保证转子5和定子4间有一定的预紧力。
在图3中定子7由厚度方向极化的压电片702，铜电极片703，不锈钢下定子701及柱面上非波节处刻有一组平行斜槽的硬铝上定子704组成，转子8由钢圆盘801，摩擦层802组成，预紧机构9由弹簧片901橡胶垫圈902和卡簧903组成。马达的机械输出机构10由转轴1001和轴承1002，1003组成。
权利要求
1.基于半波长复合棒压电振子的振动转换型超声马达，含有转子和定子，其特征在于，它含有长度在对应于所工作的频率作为一个纵振复合棒压电振子时是半波长的定子，转子，预紧机构，和马达的机械力矩输出机构；所说的定子包含从上而下依次紧叠的在非波节处的柱面上刻有一组平行斜槽的上定子，压电片，电极片，和下定子；所说的转子包含和上定子上端面摩擦接触的摩擦片及和摩擦片上平面粘合的金属圆盘；所说的预紧机构包含压在金属圆盘上端凹面上的橡胶垫圈和弹簧片，以及卡在下轴承上的卡簧；马达的机械力矩输出机构包含贯穿定子和转子中心线的转轴和上下轴承。
全文摘要
基于半波复合棒压电振子的振动转换型超声马达属于压电超声马达技术领域。其特征在于，它含有长度在对应于所工作的频率作为一个纵振复合棒压电振子时是半波长的定子，转子，予紧机构，和马达的机械力矩输出机构。定子包含从上而下依次紧叠的在非波节处的柱面上刻有一组平行斜槽的上定子，压电片，电极片，和下定子。转子包含和上定子上端面摩擦接触的摩擦片及和摩擦片上平面粘合的金属圆盘。所说予紧机构包含压在金属圆盘上端凹面上的橡胶垫圈和弹簧片，以及卡在下轴承上的卡簧。马达的机械力矩输出机构包含贯穿定子和转子中心线的转轴和上下轴承。马达旋转方向由斜槽的取向决定，马达由于采用半波振子的定子而更为紧凑。
文档编号H02N2/10GK1518204SQ0310060
公开日2004年8月4日 申请日期2003年1月17日 优先权日2003年1月17日
发明者严仁博, 褚祥诚, 李龙土, 桂治轮 申请人:清华大学