专利名称：弯振夹心换能器式圆盘型双转子超声电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种弯振夹心换能器式圆盘型双转子超声电机，属于压电 超声电机技术领域。
背景技术：
压电超声电机是一种利用压电陶瓷的逆压电效应，在弹性体中激励出超 声频段内的振动，在弹性体表面特定点或特定区域形成具有特定轨迹的质点 运动，进而通过定子、转子之间的摩擦耦合将质点的微观运动转换成转子的 宏观运动，.具有低速大转矩、无需变速机构、无电磁干扰、响应速度快和断 电自锁等优点，作为一种压电驱动器有着十分广泛的应用前景。出于激励原 理的简单性和理论分析方法的简便性，目前压电超声电机大多采用金属弹性
体粘贴压电陶瓷薄片的方式进行激励，由于受压电陶瓷的d31模式机电耦合 效率和陶瓷材料抗拉强度低，以及胶层的强度和疲劳寿命等的限制，这样的 激励方式使得超声电机的机械输出能力受到严重制约。此外，在机器人领域 中，实现复杂的机器人动作给驱动元件提出了更高的要求，目前的超声电机 多采用单个定子，只能实现单一运动输出，而同时具备两种运动输出的压电 超声电机可以在很多场合简化机器人的结构，提高机器人的性能。
发明内容
本发明为了解决现有超声电机存在的由于采用金属弹性体粘贴压电陶瓷 薄片的方式进行激励而导致的机械输出能力受制约以及单个定子只能实现单 一运动输出的问题，提供了一种弯振夹心换能器式圆盘型双转子超声电机。
本发明的超声电机包括定子组件、上端转子组件、下端转子组件、上端 外罩、下端外罩、上端转动轴承、下端转动轴承、上端轴承预紧端盖、下端 轴承预紧端盖、上端第一螺钉组、下端第一螺钉组、上端轴承支座、下端轴
承支座、上端第二螺钉组、下端第二螺钉组、第三螺钉组和螺母组；所述定
子组件包括驱动圆盘和2n个弯振夹心换能器，其中n为大于1的自然数，所 述驱动圆盘包括圆盘、外侧薄壁环、圆盘法兰、内侧薄壁环和轴承座，外侧 薄壁环设置在圆盘和圆盘法兰之间，内侧薄壁环设置在圆盘与轴承座之间，
圆盘、外侧薄壁环、圆盘法兰、内侧薄壁环和轴承座同轴，圆盘上端面加工
有连续梳状驱动齿，驱动齿的上端面为具有一定锥度的锥面；所述2n个弯振 夹心换能器对称分布固定连接在圆盘的下端面上，每个弯振夹心换能器由后 端盖、绝缘套、两对压电陶瓷片、法兰、铜电极片和前端盖组成；后端盖和 前端盖均是截面为矩形并逐渐变细的四棱柱体，所述前端盖的小端面和圆盘 的下端面固定连接；所述后端盖和前端盖的大端面的中心均有一个带内螺纹 的盲孔，所述法兰中心的两端带有螺柱；法兰通过螺柱分别与前端盖和后端 盖固定连接，两对压电陶瓷片分别套在前端盖和法兰之间以及法兰和后端盖 之间的螺柱上，在前端盖和压电陶瓷片之间、每对压电陶瓷片之间以及后端 盖和压电陶瓷片之间分别固定有铜电极片，压电陶瓷片和铜电极片均与法兰 的螺柱之间固定有绝缘套；所述上端转子组件由上端圆盘转子、上端输出轴、 上端连接键、上端橡胶垫、上端碟形弹簧、上端锁紧螺母、上端预紧轴承、 上端调整垫片、上端盖和上端转子螺钉组组成；上端圆盘转子通过上端连接 键与上端输出轴相联接，上端输出轴通过上端预紧轴承与轴承座转动连接， 上端圆盘转子与圆盘之间通过上端橡胶垫、上端碟形弹簧和上端锁紧螺母实 现预紧，上端预紧轴承通过上端调整垫片、上端盖和上端转子螺钉组实现预 紧；所述下端转子组件由下端圆盘转子、下端输出轴、下端连接键、下端橡 胶垫、下端碟形弹簧、下端锁紧螺母、下端预紧轴承、下端调整垫片、下端 盖和下端转子螺钉组组成；下端圆盘转子通过下端连接键与上端输出轴相连 接；下端输出轴通过下端预紧轴承与轴承座转动联接，下端圆盘转子与后端 盖的小端面之间通过下端橡胶垫、下端碟形弹簧和下端锁紧螺母实现预紧， 下端预紧轴承通过下端调整垫片、下端盖和下端转子螺钉组实现预紧；所述 上端外罩和下端外罩通过第三螺钉组和螺母组分别固定在圆筒法兰的上端面 和下端面上，上端外罩、下端外罩和圆盘同轴；所述上端轴承支座通过上端 第二螺钉组固定在上端外罩上，所述下端轴承支座通过下端第二螺钉组固定 在下端外罩上，所述上端输出轴通过上端转动轴承与上端轴承支座转动联接， 上端转动轴承通过上端轴承预紧端盖和上端第一螺钉组实现预紧，所述下端 输出轴通过下端转动轴承与下端轴承支座转动联接，下端转动轴承通过下端 轴承预紧端盖和下端第一螺钉组实现预紧。
本发明提供的超声电机，压电陶瓷元件采用夹心结构，采用压电陶瓷高
机电耦合效率的d33模式工作，解决粘贴压电陶瓷片式压电超声电机机电耦 合效率低、.机械输出能力差的问题，还通过前端盖和定子圆盘一体化结构简 化了结构，提高了圆盘弹性体表面质点振动轨迹的可控性，消除采用其它方 式联接换能器和圆盘对定子振动波形所带来的不利影响。
本发明提供的超声电机，利用压电陶瓷片的纵向振动在夹心换能器中激 励出弯曲振动，通过控制输入激励信号，实现两组换能器在圆盘定子上激励 出两个幅值相等、在时间和空间上均相差;r/2的弯振模态响应，两个弯振模 态响应叠加在定子圆盘上形成行波，进而在定子驱动齿表面质点产生椭圆运 动轨迹，通过定子驱动齿和上端转子组件之间的摩擦耦合实现上端转子组件 的宏观运动输出；而工作在弯振模态的定子圆盘会引起夹心换能器的纵向振 动，使得换能器工作在主动弯振一被动纵振状态，后端盖的小端面上质点产 生椭圆运动轨迹，通过和下端转子组件的摩擦耦合实现下端转子组件的宏观 运动输出；最终在单一压电超声定子上实现了两种运动输出。本发明通过调 整前端盖和后端盖两个端面的面积比值、前端盖和后端盖矩形截面两边比值、 前端盖和后端盖长度、圆盘内径尺寸、圆盘外径尺寸和圆盘的厚度实现换能 器纵振固有频率、换能器弯振固有频率和圆盘弯振固有频率之间的简并。前 端盖和后端盖采用变截面设计起到振动能量的聚敛作用，可提高驱动齿和后 端盖小端面表面质点的振幅和振速，使得电机性能得到提高。内侧薄壁环和 外侧薄壁环可以实现弹性支撑和振动隔离，将定子组件与外部零件的联接对 圆盘的弯曲振动模态的影响程度降到最低。
本发明提供的超声电机具有结构简单、设计灵活、机电耦合效率高、可 实现大力矩输出、性能稳定、易于控制、可系列化生产的优点。
图1是本发明提出的弯振夹心换能器式圆盘型双转子超声鬼机包含4个
弯振换能器时整体结构的剖视图；图2是图1的A-A向剖视图；图3是图1 中定子组件l的结构示意图；图4是图3的B-B向剖视图；图5是图1中四
个弯振夹心换能器1-7中的压电陶瓷片1-3的极化方向示意图；图6是图1
中驱动圆盘1-1的结构示意图；图7是图3中的定子组件1的激励信号输入
示意图，输入的交流电压信号满足以下条件V,-Acos(2;rt/T)， V2=Asin(2;rt/T)， V0=0， Vt为第一组夹心换能器的电压激励信号，V2为第二 组夹心换能器的电压激励信号，A为激励电压信号幅值，T为激励电压信号 周期，t为时间，两组换能器的电压激励信号幅值相等、频率为换能器自身 谐振频率、相位差为+90°;图8至图11是图2中的定子组件1采用图7所 示交流电压信号激励时，一个完整振动周期内的振型变化的定子周向展开图， 具体为定子九阶弯振模态的振型变化示意图；其中图8是t-nT (n-0，1,2…) 时刻的定子振型示意图；图9是t-(n+l/4)T (n=0，l，2...)时刻的定子振型示 意图；图10是tKn+l/2)T (n=0，l，2...)时刻的定子振型示意图；图11是 t=(n+3/4)T (n=0，l，2...)时刻的定子振型示意图。
具体实施例方式
具体实施方式
一参见图1~图11，本实施方式由定子组件1、上端转子 组件、下端转子组件、上端外罩4、下端外罩5、上端转动轴承6-l、下端转 动轴承6-2、上端轴承预紧端盖7-l、下端轴承预紧端盖7-2、上端第一螺钉 组8-l、下端第一螺钉组8-2、上端轴承支座9-l、下端轴承支座9-2、上端第 二螺钉组10-1、下端第二螺钉组10-2、第三螺钉组11和螺母组12组成；所 述定子组件1由驱动圆盘1-1和2n个弯振夹心换能器1-7组成，其中n为大 于1的自然数，所述驱动圆盘1-1由圆盘1-1-1、外侧薄壁环1-1-2、圆盘法 兰1-1-3、内侧薄壁环1-1-6和轴承座1-1-7组成，外侧薄壁环1-1-2设置在圆 盘1-1-1和圆盘法兰1-1-3之间，内侧薄壁环1-1-6设置在圆盘1-1-1与轴承 座1-1-7之间，圆盘1-1-1、外侧薄壁环1-1-2、圆盘法兰1-1-3、内侧薄壁环 1-1-6和轴承座1-1-7同轴，圆盘1-1-1上端面加工有连续梳状驱动齿1-1-5， 驱动齿1-1-5的上端面为具有一定锥度的锥面;所述2n个弯振夹心换能器1-7 对称分布固定连接在圆盘1-1-1的下端面上,每个弯振夹心换能器1-7由后端 盖l-5、绝缘套l-2、两对压电陶瓷片l-3、法兰l-4、铜电极片l-6和前端盖 1-1-4组成；后端盖1-5和前端盖1-1-4均是截面为矩形并逐渐变细的四棱柱 体，所述前端盖1-1-4的小端面和圆盘1-1-1的下端面固定连接；所述后端盖 l画5和前端盖1-1-4的大端面的中心均有一个带内螺纹的盲孔，所述法兰1-4 中心的两端带有螺柱1-4-1;法兰l-4通过螺柱1-4-1分别与前端盖1-1-4和
后端盖1-5固定连接，两对压电陶瓷片1-3分别套在前端盖1-1-4和法兰1-4 之间以及法兰1-4和后端盖1-5之间的螺柱1-4-1上，在前端盖1-1-4和压电 陶瓷片1-3之间、每对压电陶瓷片1-3之间以及后端盖1-5和压电陶瓷片1-3 之间分别固定有铜电极片1-6，压电陶瓷片1-3和铜电极片1-6均与法兰1-4 的螺柱1-4-1之间固定有绝缘套1-2;所述上端转子组件由上端圆盘转子2-l、 上端输出轴2-2、上端连接键2-3-1、上端橡胶垫2-5-1、上端碟形弹簧2-6-1、 上端锁紧螺母2-7-1 、上端预紧轴承2-8-1 、上端调整垫片2-9-1 、上端盖2-10國l 和上端转子螺钉组2-11-1组成；上端圆盘转子2-1通过上端连接键2-3-1与 上端输出轴2-2相联接，上端输出轴2-2通过上端预紧轴承2-8-1与轴承座
1- 1-7转动连接，上端圆盘转子2-l与圆盘1-1-1之间通过上端橡胶垫2-5-1、 上端碟形弹簧2-6-1和上端锁紧螺母2-7-1实现预紧，上端预紧轴承2-8-1通 过上端调整垫片2-9-1、上端盖2-10-1和上端转子螺钉组2-11-1实现预紧； 所述下端转子组件由下端圆盘转子3-l、下端输出轴3-2、下端连接键2-3-2、 下端橡胶垫2-5-2、下端碟形弹簧2-6-2、下端锁紧螺母2-7-2、下端预紧轴承
2- 8-2、下端调整垫片2-9-2、下端盖2-10-2和下端转子螺钉组2-11-2组成； 下端圆盘转子3-1通过下端连接键2-3-2与上端输出轴3-2相连接；下端输出 轴3-2通过下端预紧轴承2-8-2与轴承座1-1-7转动联接，下端圆盘转子3-1 与后端盖1-5的小端面之间通过下端橡胶垫2-5-2、下端碟形弹簧2-6-2和下 端锁紧螺母2-7-2实现预紧，下端预紧轴承2-8-2通过下端调整垫片2-9-2、 下端盖2-10-2和下端转子螺钉组2-11-2实现预紧；所述上端外罩4和下端外 罩5通过第三螺钉组11和螺母组12分别固定在圆筒法兰1-1-3的上端面和 下端面上，上端外罩4、下端外罩5和圆盘1-1-1同轴；所述上端轴承支座 9-1通过上端第二螺钉组10-1固定在上端外罩4上，所述下端轴承支座9-2 通过下端第二螺钉组10-2固定在下端外罩5上，所述上端输出轴2-2通过上 端转动轴承6-1与上端轴承支座9-1转动联接，上端转动轴承6-1通过上端轴 承预紧端盖7-1和上端第一螺钉组8-1实现预紧，所述下端输出轴3-2通过下 端转动轴承6-2与下端轴承支座9-2转动联接，下端转动轴承6-2通过下端轴 承预紧端盖7-2和下端第一螺钉组8-2实现预紧。当圆盘工作在w阶弯振模 态时，本实施方式提供的超声电机的定子组件所含换能器个数最多为4m任
意两个换能器之间的夹角《满足:《-90。x附/"，其中me(l，2，…，4"一l);所 有换能器分为两组，同组任意两个换能器之间的夹角《满足<92 = 180° xm/"， 其中附￡{1，...，2"-1};可根据实际需要的输出力矩和尺寸限制灵活的选择圆 盘定子弯振模态的阶数和换能器个数。
所述弯振换能器1-7采用沿厚度方向极化的压电陶瓷片1-3实现弯曲振 动；所有弯振夹心换能器1-7分为两组进行激励，如图7~图11所示，两组 弯振夹心换能器1-7采用幅值相等、频率为自身谐振频率、相位差为+卯°的 交流电压信号激励时，利用压电陶瓷片1-3的纵向振动在弯振夹心换能器1-7 中激励出弯曲振动，实现两组弯振夹心换能器1-7在圆盘1-1-1上激励出两个 幅值相等、在时间和空间上均相差^/2的弯振模态响应，两个弯振模态响应 叠加在圆盘1-1-1上形成行波，进而在驱动齿1-1-5表面质点产生椭圆运动轨 迹，通过定子驱动齿1-1-5和上端转子组件之间的摩擦耦合实现上端转子组 件的宏观运动输出；而工作在弯振模态的圆盘1-1-1会引起弯振夹心换能器 1-7的纵向振动，使得弯振夹心换能器1-7工作在主动弯振-被动纵振状态， 后端盖1-5的小端面上质点产生椭圆运动轨迹，通过和下端转子组件的摩擦 耦合实现下端转子组件的宏观运动输出；最终在单一压电超声定子上实现了 两种运动输出；如果调整两路激励信号的相位差为-90。，可以改变行波的方 向，最终实现电机转子组件的反向运动；通过调整前端盖1-1-4和后端盖1-5 两个端面的面积比值、前端盖1-1-4和后端盖1-5的矩形截面两边比值、前端 盖1-1-4和后端盖1-5的长度、圆盘1-1-1的内径尺寸、圆盘1-1-1的外径尺 寸以及圆盘1-1-1的厚度实现弯振夹心换能器1-7的纵振固有频率、弯振固有 频率以及圆盘1-1-1的弯振固有频率之间的简并；前端盖1-1-4和后端盖1-5 采用变截面设计起到振动能量的聚敛作用，可提高驱动齿1-1-5和后端盖1-5 的小端面袭面质点的振幅和振速，使得电机性能得到提高。
具体实施方式
二参见图6，本实施方式与具体实施方式
一的木同点在 于，所述圆盘1-1-1、前端盖1-1-4、外侧薄壁环1-1-2、圆盘法兰1-1-3、内 侧薄壁环1-1-6和轴承座1-1-7采用一整块金属材料加工成驱动圆盘1-1 一体 件。
本实施方式中将所述圆盘1-1-1、前端盖1-1-4、外侧薄壁环1-1-2、圆盘 法兰1-1-3、内侧薄壁环1-1-6和轴承座1-1-7加工成一体的构件，能够起到
减少能量损失的目的，有利于提高驱动齿表面质点振动轨迹的可控性。
具体实施方式
三参见图5，本实施方式与具体实施方式
一的不同点在 于，所述每片压电陶瓷片1-3对称切分成左半片1-3-1和右半片1-3-2，所述 左半片i_3_i和右半片1-3-2的极化方向相反， 一对压电陶瓷片1-3中相邻的 两片左半片hi和相邻的两片右半片1-3-2的极化方向亦相反。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于，所述压 电陶瓷片1-3、法兰1-4与压电陶瓷片1-3相接触的侧面以及铜电极片1-6与 压电陶瓷片1-2的接触区域的横截面均为矩形或圆形。
本实施方式中的压电陶瓷片1-3、法兰1-4与压电陶瓷片1-3相接触的侧 面以及铜电极片l-6与压电陶瓷片l-2的接触区域的形状能够简化加工工艺。
具体实施方式
五参见图2，本实施方式与具体实施方式
一的不同点在 于，所述后端盖1-5的小端为具有锥度的锥面，且所有后端盖1-5的小端所 在锥面与圆盘1-1-1同轴。
具体实施方式
六参见图1，本实施方式在具体实施方式
一的基础上增 加了上端耐磨衬圈2-4-1和下端耐磨衬圈2-4-2，上端耐磨衬圈2-4-1固定在 上端圆盘转子2-1与圆盘1-1-1相接触的端面，下端耐磨衬圈2-4-2固定在下 端圆盘转子3-1与后端盖1-5小端面相接触的端面。
本实施方式的上端耐磨衬圈2-4-1和驱动齿1-1-5的上端面以及下端耐磨 衬圈2-4-2和后端盖1-5的小端面均采用锥面接触，在实现转子组件定位的基 础上，增加了接触区域，可提高电机输出力矩，延长使用寿命，有效的消除 噪声。
具体实施方式
七参见图1，本实施方式与具体实施方式
六的不同点在 于，所述上端耐磨衬圈2-4-1和下端耐磨衬圈2-4-2均采用高分子摩擦材料， 通过粘贴方式将上端耐磨衬圈2-4-1和下端耐磨衬圈2-4-2分别粘接在上端圆 盘转子2_1与圆盘1_1_1相接触的侧面以及下端圆盘转子3-1与后端盖1-5小 端面相接触的侧面。
具体实施方式
八参见图1和图2，本实施方式与具体实施方式
五或六 的不同点在于，所述上端耐磨衬圈2-4-1和下端耐磨衬圈2-4-2均具有与驱动 齿1-1-5上端锥面以及后端盖1-5的小端锥面相同的锥度。
本发明的内容不仅限于上述各具体实施方式
的内容，其中一个或几个具 体实施方式的组合同样可以实现发明目的。
权利要求
1、弯振夹心换能器式圆盘型双转子超声电机，它包括定子组件(1)、上端转子组件、下端转子组件、上端外罩(4)、下端外罩(5)、上端转动轴承(6-1)、下端转动轴承(6-2)、上端轴承预紧端盖(7-1)、下端轴承预紧端盖(7-2)、上端第一螺钉组(8-1)、下端第一螺钉组(8-2)、上端轴承支座(9-1)、下端轴承支座(9-2)、上端第二螺钉组(10-1)、下端第二螺钉组(10-2)、第三螺钉组(11)和螺母组(12)；所述定子组件(1)包括驱动圆盘(1-1)和2n个弯振夹心换能器(1-7)，其中n为大于1的自然数，所述驱动圆盘(1-1)包括圆盘(1-1-1)、外侧薄壁环(1-1-2)、圆盘法兰(1-1-3)、内侧薄壁环(1-1-6)和轴承座(1-1-7)，外侧薄壁环(1-1-2)设置在圆盘(1-1-1)和圆盘法兰(1-1-3)之间，内侧薄壁环(1-1-6)设置在圆盘(1-1-1)与轴承座(1-1-7)之间，圆盘(1-1-1)、外侧薄壁环(1-1-2)、圆盘法兰(1-1-3)、内侧薄壁环(1-1-6)和轴承座(1-1-7)同轴，圆盘(1-1-1)上端面加工有连续梳状驱动齿(1-1-5)，驱动齿(1-1-5)的上端面为具有一定锥度的锥面；所述2n个弯振夹心换能器(1-7)对称分布固定连接在圆盘(1-1-1)的下端面上，每个弯振夹心换能器(1-7)由后端盖(1-5)、绝缘套(1-2)、两对压电陶瓷片(1-3)、法兰(1-4)、铜电极片(1-6)和前端盖(1-1-4)组成；后端盖(1-5)和前端盖(1-1-4)均是截面为矩形并逐渐变细的四棱柱体，所述前端盖(1-1-4)的小端面和圆盘(1-1-1)的下端面固定连接；所述后端盖(1-5)和前端盖(1-1-4)的大端面的中心均有一个带内螺纹的盲孔，所述法兰(1-4)中心的两端带有螺柱(1-4-1)；法兰(1-4)通过螺柱(1-4-1)分别与前端盖(1-1-4)和后端盖(1-5)固定连接，两对压电陶瓷片(1-3)分别套在前端盖(1-1-4)和法兰(1-4)之间以及法兰(1-4)和后端盖(1-5)之间的螺柱(1-4-1)上，在前端盖(1-1-4)和压电陶瓷片(1-3)之间、每对压电陶瓷片(1-3)之间以及后端盖(1-5)和压电陶瓷片(1-3)之间分别固定有铜电极片(1-6)，压电陶瓷片(1-3)和铜电极片(1-6)均与法兰(1-4)的螺柱(1-4-1)之间固定有绝缘套(1-2)；其特征在于所述上端转子组件由上端圆盘转子(2-1)、上端输出轴(2-2)、上端连接键(2-3-1)、上端橡胶垫(2-5-1)、上端碟形弹簧(2-6-1)、上端锁紧螺母(2-7-1)、上端预紧轴承(2-8-1)、上端调整垫片(2-9-1)、上端盖(2-10-1)和上端转子螺钉组(2-11-1)组成；上端圆盘转子(2-1)通过上端连接键(2-3-1)与上端输出轴(2-2)相联接，上端输出轴(2-2)通过上端预紧轴承(2-8-1)与轴承座(1-1-7)转动连接，上端圆盘转子(2-1)与圆盘(1-1-1)之间通过上端橡胶垫(2-5-1)、上端碟形弹簧(2-6-1)和上端锁紧螺母(2-7-1)实现预紧，上端预紧轴承(2-8-1)通过上端调整垫片(2-9-1)、上端盖(2-10-1)和上端转子螺钉组(2-11-1)实现预紧；所述下端转子组件由下端圆盘转子(3-1)、下端输出轴(3-2)、下端连接键(2-3-2)、下端橡胶垫(2-5-2)、下端碟形弹簧(2-6-2)、下端锁紧螺母(2-7-2)、下端预紧轴承(2-8-2)、下端调整垫片(2-9-2)、下端盖(2-10-2)和下端转子螺钉组(2-11-2)组成；下端圆盘转子(3-1)通过下端连接键(2-3-2)与上端输出轴(3-2)相连接；下端输出轴(3-2)通过下端预紧轴承(2-8-2)与轴承座(1-1-7)转动联接，下端圆盘转子(3-1)与后端盖(1-5)的小端面之间通过下端橡胶垫(2-5-2)、下端碟形弹簧(2-6-2)和下端锁紧螺母(2-7-2)实现预紧，下端预紧轴承(2-8-2)通过下端调整垫片(2-9-2)、下端盖(2-10-2)和下端转子螺钉组(2-11-2)实现预紧；所述上端外罩(4)和下端外罩(5)通过第三螺钉组(11)和螺母组(12)分别固定在圆筒法兰(1-1-3)的上端面和下端面上，上端外罩(4)、下端外罩(5)和圆盘(1-1-1)同轴；所述上端轴承支座(9-1)通过上端第二螺钉组(10-1)固定在上端外罩(4)上，所述下端轴承支座(9-2)通过下端第二螺钉组(10-2)固定在下端外罩(5)上，所述上端输出轴(2-2)通过上端转动轴承(6-1)与上端轴承支座(9-1)转动联接，上端转动轴承(6-1)通过上端轴承预紧端盖(7-1)和上端第一螺钉组(8-1)实现预紧，所述下端输出轴(3-2)通过下端转动轴承(6-2)与下端轴承支座(9-2)转动联接，下端转动轴承(6-2)通过下端轴承预紧端盖(7-2)和下端第一螺钉组(8-2)实现预紧。
2、 根据权利要求1所述的弯振夹心换能器式圆盘型双转子超声电机，其 特征在于所述圆盘(l-l-l)、前端盖(l-l-4)、外侧薄壁环(l-l-2)、圆盘法兰(l-l-3)、 内侧薄壁环(1-1-6)和轴承座(1-1-7)采用一整块金属材料加工成驱动圆盘(1-1) 一体件。
3、 根据权利要求1所述的弯振夹心换能器式圆盘型双转子超声电机，其 特征在于所述每片压电陶瓷片(l-3)对称切分成左半片(l-3-l)和右半片(l-3-2)， 所述左半片(1-3-1)和右半片(1-3_2)的极化方向相反，一对压电陶瓷片(l-3)中相 邻的两片左半片(l-3-l)和相邻的两片右半片(l-3-2)的极化方向亦相反。
4、 根据权利要求1所述的弯振夹心换能器式圆盘型双转子超声电机，其特征在于所述压电陶瓷片(l-3)、法兰(l-4)与压电陶瓷片(l-3)相接触的侧面以及 铜电极片(1-6)与压电陶瓷片(1-2)的接触区域的横截面均为矩形或圆形。
5、 根据权利要求1所述的弯振夹心换能器式圆盘型双转子超声电机，其特征在于所述后端盖(l-5)的小端为具有锥度的锥面，且所有后端盖(l-5)的小端 所在锥面与圆盘(l-l-l)同轴。
6、 根据权利要求1所述的弯振夹心换能器式圆盘型双转子超声电机，其 特征在于所述上端转子组件和下端转子组件分别还包括上端耐磨衬圈(2-4-l) 和下端耐磨衬圈(2-4-2)，上端耐磨衬圈(2-4-1调定在上端圆盘转子(2-1)与圆盘 (l-l-l)相接触的端面，下端耐磨衬圈(2-4-2)固定在下端圆盘转子(3-l)与后端盖(l-5)小端面相接触的端面。
7、 根据权利要求6所述的弯振夹心换能器式圆盘型双转子超声电机，其特征在于所述上端耐磨衬圈(2-4-l)和下端耐磨衬圈(2-4-2)均采用高分子摩擦材料，通过粘贴方式将上端耐磨衬圈(2-4-l)和下端耐磨衬圈(2-4-2)分别粘接在上端圆盘转子(2-l)与圆盘(l-l-l)相接触的侧面以及下端圆盘转子(3-l)与后端 盖(l-5)小端面相接触的侧面。
8、 据权利要求5或6所述的弯振夹心换能器式圆盘型双转子超声电机，其特征在于所述上端耐磨衬圈(2-4-l)和下端耐磨衬圈(2-4-2)均具有与驱动齿(l-l-5)上端锥面以及后端盖(l-5)的小端锥面相同的锥度。
全文摘要
弯振夹心换能器式圆盘型双转子超声电机，涉及压电超声电机技术领域。它解决了现有超声电机存在的机械输出能力受制约以及单个定子只能实现单一运动输出的问题。本发明的弯振夹心换能器式圆盘型双转子超声电机，包括定子组件、上端转子组件、下端转子组件、上端外罩、下端外罩、转动轴承、轴承预紧端盖、轴承支座；圆盘上端面加工有连续梳状驱动齿；上端圆盘转子与圆盘相接触的端面固定有耐磨衬圈，下端圆盘转子与后端盖小端面相接触的端面固定有耐磨衬圈，上端输出轴和下端输出轴均通过轴承与轴承座转动联接，上端外罩和下端外罩通过分别固定在圆筒法兰的上端面和下端面，上端外罩、下端外罩和圆盘同轴。本发明可以应用到超声电机制作领域。
文档编号H02N2/10GK101388622SQ200810064870
公开日2009年3月18日 申请日期2008年7月7日 优先权日2008年7月7日
发明者刘军考, 刘英想, 石胜君, 涛 谢, 陈维山 申请人:哈尔滨工业大学