同时中压电体5伸长，这样，右压电体的外垫片3b就会在平行双轨体I上沿该伸长的方向滑动，因为中压电体5右端受到的总摩擦力会因为有相向摩擦力的抵消而减小，可减小到小于中压电体5左端受到的总摩擦力。接着，让所述左压电体4a做伸缩振动而右压电体7a静止，同时中压电体5收缩，这样，左压电体的外垫片3a就会在平行双轨体I上沿该收缩的方向滑动，因为中压电体5左端受到的总摩擦力会因为有相向摩擦力的抵消而减小，可减小到小于中压电体5右端受到的总摩擦力。如此重复，所述的双端二叠堆就会沿着平行双轨体步进了。类似的原理也能让其反向行走。
[0042]实施例4:堆片双端二叠堆型利用相向摩擦力压制成的叠堆压电马达
[0043]上实施例中的三压电体可以都选为压电片叠堆。这将进一步增强马达的刚性、推力。
[0044]实施例5:五压电体型利用相向摩擦力压制成的叠堆压电马达
[0045]本发明的发明点在于利用成对的相向摩擦力的总摩擦力很小，远低于它们静止时的总最大静摩擦力，所以，我们也可以在上述实施例1中增设一对(两个)夹持在中压电体右端的右压电体，参见图3。这种五压电体型利用相向摩擦力压制成的叠堆压电马达，包括平行双轨体1、垫片2，3a, 3b，其特征是还包括五个压电体:其中的两个称为左压电体4a，4b，两个称为右压电体7a，7b，余下的一个称为中压电体5，所述两个左压电体4a，4b把中压电体5的左端夹在中间,两个左压电体4a, 4b的中部与中压电体5之间各有一垫片2,所述两个右压电体7a，7b把中压电体5的右端夹在中间，两个右压电体7a，7b的中部与中压电体5之间各有一垫片2,这五个压电体的压电形变方向6相同，四个左、右压电体4a, 4b, 7a, 7b两端的外侧固定有垫片3a, 3b,称为外垫片，如此构成的五压电体称为双端三叠堆；所述双端三叠堆通过其外垫片3a，3b被平行双轨体I弹性地夹持于其双轨之间；当所述两个左压电体4a，4b静止而两个右压电体7a，7b进行伸缩振动时，两个左压电体外垫片3a与平行双轨体I之间的最大静摩擦力总和大于两个右压电体外垫片3b与平行双轨体I之间的摩擦力总和；当所述两个左压电体4a，4b进行伸缩振动而两个右压电体7a，7b静止时，两个左压电体外垫片3a与平行双轨体I之间的摩擦力总和小于两个右压电体外垫片3b与平行双轨体I之间的最大静摩擦力总和。
[0046]工作时，先让所述两个左压电体4a，4b静止而两个右压电体7a，7b做伸缩振动，同时中压电体5伸长，这样，两个右压电体的外垫片3b就会在平行双轨体I上沿该伸长的方向滑动，因为此时两个左压电体的外垫片3a与平行双轨体I之间的最大静摩擦力总和大于两个右压电体外垫片3b与平行双轨体I之间的摩擦力总和。接着，让所述两个左压电体4a, 4b做伸缩振动而两个右压电体7a，7b静止，同时中压电体5收缩，这样，两个左压电体的外垫片3a就会在平行双轨体I上沿该收缩的方向滑动，因为此时两个左压电体外垫片3a与平行双轨体I之间的摩擦力总和小于两个右压电体外垫片3b与平行双轨体I之间的最大静摩擦力总和。如此重复，所述的双端三叠堆就会沿着平行双轨体步进了。类似的原理也能让其反向行走。
[0047]实施例6:堆片五压电体型利用相向摩擦力压制成的叠堆压电马达
[0048]上实施例中的五压电体可以都选为压电片叠堆。这将进一步增强马达的刚性、推力。
【主权项】
1.一种利用相向摩擦力压制成的叠堆压电马达，包括平行双轨体、垫片，其特征是还包括三个压电体:其中的两个称为左压电体，余下的一个称为中压电体，所述两个左压电体把中压电体的左端夹在中间，两个左压电体的中部与中压电体之间各有一垫片，这三个压电体的压电形变方向相同，两个左压电体两端的外侧和中压电体右端的两个外侧固定有垫片，称为外垫片，如此构成的三压电体称为单端三叠堆；所述单端三叠堆通过其外垫片被平行双轨体弹性地夹持于其双轨之间；当所述两个左压电体静止时，其外垫片与平行双轨体之间的最大静摩擦力总和大于中压电体外垫片与平行双轨体之间的最大静摩擦力总和；当所述两个左压电体进行伸缩振动时，其外垫片与平行双轨体之间的摩擦力总和小于中压电体外垫片与平行双轨体之间的最大静摩擦力总和。2.根据权利要求1所述的利用相向摩擦力压制成的叠堆压电马达，其特征是所述的三压电体都为压电片叠堆。3.一种利用相向摩擦力压制成的叠堆压电马达，包括平行双轨体、垫片，其特征是还包括三个压电体:分别称为左压电体、右压电体和中压电体，所述左压电体叠置于中压电体的左端，左压电体的中部与中压电体之间有一垫片，所述右压电体叠置于中压电体的右端，右压电体的中部与中压电体之间有一垫片，这三个压电体的压电形变方向相同，左、右压电体两端的外侧和中压电体左、右端外侧固定有垫片，称为外垫片，如此构成的三压电体称为双端二叠堆；所述双端二叠堆通过其外垫片被平行双轨体弹性地夹持于其双轨之间；当左、右压电体一个静止，另一个做伸缩振动时，中压电体左右两端受到的总摩擦力满足:振动端小于静止端。4.根据权利要求3所述的利用相向摩擦力压制成的叠堆压电马达，其特征是所述的三压电体都为压电片叠堆。5.一种利用相向摩擦力压制成的叠堆压电马达，包括平行双轨体、垫片，其特征是还包括五个压电体:其中的两个称为左压电体，两个称为右压电体，余下的一个称为中压电体，所述两个左压电体把中压电体的左端夹在中间，两个左压电体的中部与中压电体之间各有一垫片，所述两个右压电体把中压电体的右端夹在中间，两个右压电体的中部与中压电体之间各有一垫片，这五个压电体的压电形变方向相同，四个左、右压电体两端的外侧固定有垫片，称为外垫片，如此构成的五压电体称为双端三叠堆；所述双端三叠堆通过其外垫片被平行双轨体弹性地夹持于其双轨之间；当所述两个左压电体静止而两个右压电体进行伸缩振动时，两个左压电体外垫片与平行双轨体之间的最大静摩擦力总和大于两个右压电体外垫片与平行双轨体之间的摩擦力总和；当所述两个左压电体进行伸缩振动而两个右压电体静止时，两个左压电体外垫片与平行双轨体之间的摩擦力总和小于两个右压电体外垫片与平行双轨体之间的最大静摩擦力总和。6.根据权利要求5所述的利用相向摩擦力压制成的叠堆压电马达，其特征是所述的五压电体都为压电片叠堆。
【专利摘要】本发明提供一种利用相向摩擦力压制成的叠堆压电马达，包括平行双轨体、垫片，还包括两左、两右、一中，五个压电体，两左压电体把中压电体左端夹在中间，两右压电体把中压电体右端夹在中间，四个左右压电体两端的外侧固定有外垫片，构成双端三叠堆；该双端三叠堆通过其外垫片被平行双轨体弹性地夹持于其双轨之间；当两左（右）压电体静止而两右（左）压电体进行伸缩振动时，两左（右）压电体外垫片与平行双轨体之间的最大静摩擦力总和大于两右（左）压电体外垫片与平行双轨体之间的摩擦力总和。其优点是：体积小，刚性强，双向可控行走，推力巨大，工作温区大，行程大，精度高，还适合于在超低温、超高真空、强磁场等极端物理环境中很好地工作。
【IPC分类】H02N2/02, H02N2/04
【公开号】CN104953889
【申请号】CN201410127166
【发明人】郭颖, 陆轻铀
【申请人】中国科学技术大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年3月28日