专利名称：一种中空压电电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机，具体说是一种中空压电电机，它适用于相机自动调焦设备和一些医用设备。采用压电技术驱动，不需要也不产生磁场，也非常适合空间技术领域。
背景技术：
目前的中空电机一般为电磁型电机，由空心转轴、磁钢、铁芯、平衡块、端盖、磁环和机壳等主要构件组成。电磁型中空电机的结构比较复杂,工作时产生磁场,重量相对比较大，断电不能自锁。在某些领域的实际使用中存在一些缺陷:转轴的中空直径比较小而且可调范围小；工作有磁场，在一些必须无磁的医用器材和深空探测的摄像设备上就无法使用；磁钢、铁芯、平衡块、和磁环等结构造成电机重量比较大，增大了深空探测的发射质量；电机断电不能自锁而影响自动调焦的精确定位。
实用新型内容为了克服现有电磁型中空电机结构复杂、重量大、中空内径小、断电不能自锁和工作需要磁场的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构相对简单、质量轻、中空轴径可调、断电自锁和无磁化的中空压电电机。为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为:一种中空压电电机，包括机架、转子以及设在所述转子的内部或者外部的多个定子，并且每个定子与所述转子相接触，所述转子和每个定子均安装在机架上。本实用新型的改进，所述定子包括相互垂直设置的横向振动体、纵向振动体，在横向振动体的两端分别粘有第一层叠式压电陶瓷，两个第一层叠式压电陶瓷的极化方向相反；在每个第一层叠式压电陶瓷的外端部分别连接有第一固定板；所述纵向振动体的底部粘有第二层叠式压电陶瓷，在所述第二层叠式压电陶瓷的底端连接有第二固定板；在所述纵向振动体的内部设有驱动头，所述驱动头的端部顶在所述转子上。本实用新型利用压电陶瓷的d33效应分别激发定子横向和纵向振动体的刚性振动，从而在定子的驱动头处合成椭圆运动，再通过定子、转子间的摩擦将定子的振动转化为转子的转动。进一步地，在所述第二固定板的外侧依次安装有薄片弹簧和预紧力调节螺钉。进一步地，所述定子均布在所述机架上。进一步地，在所述机架上设有转子支架，所述转子安装在转子支架上。进一步地，在所述转子支架上设有多个滚珠，所述转子通过滚珠安装在所述转子支架上。有益效果:与现有技术相比，本实用新型的优点是:结构简单，重量轻；采用压电驱动，不产生磁场；定子的灵活安装方式，扩大中空内径的调节范围；可增加定子数量以提高推力；可以直接驱动，不需要减速装置；响应快、断电自锁；层叠式压电陶瓷可实现小电压驱动产生大振幅，而且驱动电路简单。
[0016]图1为本实用新型中定子的结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为本实用新型中定子内置式的结构示意图；图4为本实用新型中定子外置式的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。如图1至图3所示定子3内置式中空压电电机，包括机架I和转子2，在机架I的中心部分开有通孔，在转子2的内部均匀分布有多个定子3，并且每个定子3与转子2相接触，根据实际需要，可以增加或者减少定子3数量以提高推动力增加扭矩或者减轻重量。每个定子3均通过压板4均布在机架I上。在机架I上设有转子支架7，在转子支架7上设有多个滚珠，转子2通过滚珠安装在转子支架7上。在机架I上开有四个安装孔6。定子3包括相互垂直设置的横向振动体31、纵向振动体32，在横向振动体31的两端分别粘有第一层叠式压电陶瓷33，两个第一层叠式压电陶瓷33的极化方向相反，这样可以施加相同激励电压产生相反的运动；在每个第一层叠式压电陶瓷33的外端部分别通过第一调节螺钉5连接有第一固定板34 ;纵向振动体32的底部粘有第二层叠式压电陶瓷35，在第二层叠式压电陶瓷35的底端连接有第二固定板36 ;在纵向振动体32的内部设有驱动头37，驱动头37的端部顶在转子2上，这样横向振动体31和纵向振动体32合成的椭圆运动通过驱动头37来驱动转子2。在第二固定板36的外侧依次安装有薄片弹簧38和预紧力调节螺钉39。定子3、转子2间的预压力通过薄片弹簧38和预紧力调节螺钉39调节，调节部件固定在机座上。本实用新型的工作原理:利用压电陶瓷的d33效应分别激发定子3横向和纵向振动体32的刚性振动，从而在振动体的端部合成椭圆运动，再通过定、转子2间的摩擦将定子3的振动转化为转子2的转动。横向振动体31和纵向振动体32分别施加相位差为90°的正弦信号，在这三组层叠式压电陶瓷的联合作用下，振动体的端部即可合成椭圆运动。通过设置两个正弦信号90°相位差的超前或滞后实现电机的正、反转。图2所示的是定子3外置式的中空压电电机，其结构与定子3内置式中空压电电机基本相同，所不同的是，所有定子3设在转子2的外部。工作原理与内置式一致，定子3置于外部可以增大中空内径。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种中空压电电机，其特征在于，包括机架(I)、转子(2)、以及设在所述转子(2)的内部或者外部的多个定子(3)，并且每个定子(3)与所述转子(2)相接触，所述转子(2)和每个定子(3 )均安装在机架(I)上。
2.根据权利要求1所述的中空压电电机，其特征在于，所述定子(3)包括相互垂直设置的横向振动体(31)、纵向振动体(32)，在横向振动体(31)的两端分别粘有第一层叠式压电陶瓷(33)，两个第一层叠式压电陶瓷(33)的极化方向相反；在每个第一层叠式压电陶瓷(33)的外端部分别连接有第一固定板(34);所述纵向振动体(32)的底部粘有第二层叠式压电陶瓷(35)，在所述第二层叠式压电陶瓷(35)的底端连接有第二固定板(36);在所述纵向振动体(32)的内部设有驱动头(37)，所述驱动头(37)的端部顶在所述转子(2)上。
3.根据权利要求2所述的中空压电电机，其特征在于，在所述第二固定板(36)的外侧依次安装有薄片弹簧(38)和预紧力调节螺钉(39)。
4.根据权利要求1所述的中空压电电机，其特征在于，所述定子(3)均布在所述机架(I)上。
5.根据权利要求1所述的中空压电电机，其特征在于，在所述机架(I)上设有转子支架(7)，所述转子(2)安装在转子支架(7)上。
6.根据权利要求5所述的中空压电电机，其特征在于，在所述转子支架(7)上设有多个滚珠，所述转子(2 )通过滚珠安装在 所述转子支架(7 )上。
专利摘要本实用新型公开了一种中空压电电机，包括机架、转子以及设在所述转子的内部或者外部的多个定子，并且每个定子与所述转子相接触，所述转子和每个定子均安装在机架上。本实用新型的优点是结构简单，重量轻；采用压电驱动，不产生磁场；定子的灵活安装方式，扩大中空内径的调节范围；可增加定子数量以提高推力；可以直接驱动，不需要减速装置；响应快、断电自锁；层叠式压电陶瓷可实现小电压驱动产生大振幅，而且驱动电路简单。
文档编号H02N2/10GK203166800SQ20132011571
公开日2013年8月28日 申请日期2013年3月14日 优先权日2013年3月14日
发明者白永明 申请人:无锡工艺职业技术学院