专利名称：压电马达的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种马达，尤指一种利用材料逆压电效应的压电马达。
背景技术：
随着科学技术和现代工业的不断发展，马达应用范围越来越广，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之间的电磁作用力推动转子转动，不仅结构复杂，而且在受到电磁干扰时还可能造成马达失效。为此，压电马达因其体积小、响应快、结构简单，不受电磁干扰的特性而逐渐受到广泛关注。
压电马达的理论最早是由前苏联科学家所提出，然而由于稳定性不佳等原因，直到1980年半导体工业的兴起，基于对控制精确及无电磁干扰的需求，才加速压电马达的发展。
早期的压电马达是采用多极压电块作为震动子驱动转动件旋转，不仅驱动电压高而且价格昂贵，于产业上无法大量应用，后来，采用由压电薄片与弹性金属所构成的压电蜂鸣片作为驱动转动件的震动子，以高频交流电压作为压电薄片的驱动源，利用材料的逆压电效应使压电薄片产生交替的周期性伸缩变形，而连动弹性金属片产生沿其径向及弧向震动的机械波，于弹性金属片边缘形成驻波进而通过摩擦传动而驱动转动件转动，虽然压电薄片所产生的伸缩变形仅约为微米甚至纳米量级，然通过高频电压使压电薄片产生高频震动，透过每秒达数万次的高频震动放大然后经摩擦驱动转动件，达到高分辨率及长行程的特性。然而，该种压电马达固定点的下压力不易控制，即不易控制压电马达的边界条件，进而不易控制马达的波动模态，产生波动不稳定等不良状况。
发明内容为解决上述压电马达边界条件不易控制的问题，有必要提供一种易于控制的压电马达。
为克服上述不足，该压电马达包括一底座，一可移动地设置于该底座上的驱动模块，一固定于该底座上的预压机构以及一可旋转地设于该底座外侧的转子，该预压机构包括至少一连接于该驱动模块的弹性体，该驱动模块包括至少一压电片及一与该压电片相连的震动片，该震动片的外缘与转子接触，该驱动模块还包括一与该震动片固定连接的压板，该压板与该震动片之间为面接触，该底座靠近转子的侧面形成一阻挡该驱动模块的挡块。
相较习知技术，所述压电马达的通过设置压板便于震动片的固定，易于设计及控制接触点的下压力，从而便于控制其所产生强制驻波的波动模态，提升马达的稳定性。
图1是压电马达分解示意图。
图2是压电马达组装示意图。
图3是压电片变形示意图。
具体实施方式下面参照附图，结合实施例作进一步说明。
如图1及图2所示，压电马达包括一基座10，一设置于该基座10上的驱动模块50，一连接于基座10与驱动模块50之间的预压机构30及一与驱动模块50接触的转子70。
基座10固定于一固定座1上，该基座10包括一大致呈方形的底板12，该底板12靠近转子70一侧形成一挡块16，底板12与挡块16相邻的两侧分别形成一侧壁14，该挡块16与侧壁14均垂直于该底板12向上延伸。其中底板12于侧壁14所在两侧分别向外形成一凸缘18，每一凸缘18上形成一固定槽180，螺钉等固定件穿过固定槽180将该基座10固定于固定座1上。
每一侧壁14与挡块16相对的末端设有一圆孔140，侧壁14的上缘形成一与侧壁14大致相垂直的壁部从而于基座10两侧分别形成一可供驱动模块50移动的滑槽19。
预压机构30包括一挡板32及两弹性体34，该挡块32两端分别设有一与基座10的圆孔140相应的固定孔320，以供螺钉等固定件穿过该固定孔320而螺锁于基座10的圆孔140内，从而将该挡板32固定于基座10上，挡板32大致中间位置还设有一可供电源线穿设的插孔322。两弹性体34由弹簧等具有弹性变形能力的物体构成，其一端连接于挡板32上，另一端分别与驱动模块50相连接，从而提供驱动模块50与转子70接触的预压力。
该驱动模块50包括一呈圆形的压电片52，一叠设于该压电片52下方的震动片54及上、下两压板56、58，该压电片52及震动片54均夹置于该上、下压板56、58之间。
压电片52是由具有压电效应的材料制成，如陶瓷、聚合物或复合材料等，该压电片52在交流电源的驱动下可产生交替的伸缩变形。
震动片54是由弹性金属等材料制成，该压电片52是通过镀膜、电焊或其它方式连接于该压电片54上。该震动片54亦呈圆形且与压电片52同心设置，其直径大于压电片52的直径，该震动片54的边缘，即未被压电片52覆盖的区域内设有三个穿孔540，所述穿孔540沿震动片54的圆周方向呈非对称分布，固定件如螺钉等穿过该穿孔540而与其它组件相螺合从而将该驱动模块50固定为一体。
上、下压板56、58分别置于震动片54上、下两侧，其对应于震动片54的穿孔540位置分别向震动片54方向凸设一中空圆形凸柱560、580，该凸柱560于上压板56上形成一通孔564，凸柱560、580的外径等于或略大于穿孔540的直径，从而该凸柱560、580靠近震动片54的一端形成分别与震动片54两侧面相接触的环形面。固定件依次穿过该上压板56的通孔564、凸柱560、震动片54的圆孔540并锁固于下压板58的凸柱580内，从而该驱动模块50固定为一体，凸柱560、580的端面与震动片54之间形成平面接触，上、下压板56、58与震动片54之间的压力可通过控制螺钉的扭矩来控制。该上、下两压板56、58的中央位置还分别设有一中心孔566、586以便于电源线的连接。
上压板56大致呈环形，其与压电片52同心设置且位于压电片52上方，其对应于挡块16的边缘设有一缺口568从而于上压板56边缘形成一直线边，该上压板56上表面设有一自其边缘向中心延伸的狭槽562，其中一电源线自挡板32的插孔322穿过并经由狭槽562及上压板56的中心孔566与压电片52连接，另一电源线(图未示)穿过下压板58的中心孔586并与震动片54电性连接。
该下压板58呈方形，其大小与基座10相应，该下压板58的相对两侧边收容于基座10的滑槽19内并可沿滑槽19滑动，另外两相对侧边中，靠近挡板34的一侧边上凸设两固定块582，该两固定块582分别与弹性体34相连接，该两弹性体34产生弹性变形从而使该下压板58抵靠于挡块16上。
转子70固定于固定座1上，该固定座1于对应上压板56的缺口位置处延伸设有一支撑臂2以支撑该转子70，该转子70包括一转轴72，该转轴72穿设于该支撑臂2上，转轴72与支撑臂2之间环设有一支撑该转轴72的轴承74，转轴72与震动片54对应上压板56缺口的边缘位置处相接触。
如图3所示，该压电马达工作时，以交流电压作为压电片52的驱动源，由于逆压电效应压电片52产生交替伸缩的变形，并带动震动片54产生沿其径向及弧向方向传递的波动变形，而震动片54是与上、下压板56、58固定为一体，于固定处形成驻波点从而产生强制驻波，由于上、下压板56、58与震动片54的接触为平面接触，因此便于控制该驻波点的下压力及各点的压力平衡从而便于控制所产生的波动模态，因此可根据需要而方便设定驻波点的分布进而形成不同的驻波模态，当所产生驻波的波动能量通过摩擦传递而驱动转轴72旋转时，即可得到不同的转动状态，因此通过设置压板形成与震动片54的平面接触，易于控制波动的模态，提升马达的稳定性，同时便于根据需要而设计不同工作效能马达结构。
上述实施方式中，上、下压板56、58上形成三个不对称分布的圆环形凸柱560、580，从而形成与震动片54的不对称接触面即不对称分布的驻波点，该驻波点的数目以及分布可根据所需要形成驻波的模态而设计，并不限于上述形式，其数目可为三个以上，其分布可为对称分布或不对称分布，凸柱560、580的形状亦不限于上述的圆环形，其横截面的形状也可形成方形、菱形等其它形状，只要保证其与震动片54相接触表面的平面度即可，该上、下压板56、58与震动片54及压电片52也可通过其它方式固定，而不限于通过固定件固定，另外，该上、下压板56、58的形状也可为其它形状，如方形、椭圆形等。
另，该压电片52及震动片54的形状并不限于圆形，其数量也可根据需要而设定，可以于震动片54两侧分别贴设一个或多个压电片52，也可将多个震动片54与压电片52相串接或并接。
权利要求
1.一种压电马达包括一底座，一可移动地设置于该底座上的驱动模块，一固定于该底座上的预压机构以及一可旋转地设于该底座外侧的转子，该预压机构包括至少一连接于该驱动模块的弹性体，该驱动模块包括至少一压电片及一与该压电片相连的震动片，该震动片的外缘与转子接触，其特征在于该驱动模块还包括一与该震动片固定连接的压板，该压板与该震动片之间为面接触，该底座靠近转子的侧面形成一阻挡该驱动模块的挡块。
2.如权利要求1所述的压电马达，其特征在于该压板于震动片与转子的接触位置处设有一缺口。
3.如权利要求1所述的压电马达，其特征在于该压板向震动片方向凸设可供固定件固定的若干凸柱，该凸柱远离压板的端面形成与震动片相接触的平面。
4.如权利要求3所述的压电马达，其特征在于该凸柱沿震动片的圆周呈非对称分布。
5.如权利要求3所述的压电马达，其特征在于该凸柱沿震动片的圆周呈对称分布。
6.如权利要求1所述的压电马达，其特征在于该压板包括分设于震动片两侧的上、下两压板。
7.如权利要求6所述的压电马达，其特征在于该底座与挡块相邻的两侧分别形成一收容该下压板的滑槽，该下压板可沿该滑槽移动。
8.如权利要求1所述的压电马达，其特征在于该压板中央设有中心孔。
9.如权利要求8所述的压电马达，其特征在于该压板远离震动片的表面上设有一自压板边缘向中心孔延伸的狭槽。
10.如权利要求1所述的压电马达，其特征在于该压电片通过镀膜或焊接覆盖于震动片中央。
全文摘要
一种压电马达包括一底座，一可移动地设置于该底座上的驱动模块，一固定于该底座上的预压机构以及一可旋转地设于该底座外侧的转子，该预压机构包括至少一连接于该驱动模块的弹性体，该驱动模块包括至少一压电片及一与该压电片相连的震动片，该震动片的外缘与转子接触，该驱动模块还包括一与该震动片固定连接的压板，该压板与该震动片之间为面接触，该底座靠近转子的侧面形成一阻挡该驱动模块的挡块。本发明压电马达易于设计及控制接触点的下压力，从而便于控制其所产生强制驻波的波动模态，提升马达的稳定性。
文档编号H02N2/10GK1866720SQ200510034719
公开日2006年11月22日 申请日期2005年5月18日 优先权日2005年5月18日
发明者黄晋兴, 洪健隆, 林焕超, 施文章, 白先声 申请人:富准精密工业(深圳)有限公司, 鸿准精密工业股份有限公司