雙邊驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)型行波超聲電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種雙邊驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)，包括兩個(gè)定子軸、一個(gè)轉(zhuǎn)子軸、機(jī)體外殼和軸承，所述轉(zhuǎn)子軸是轉(zhuǎn)盤與輸出軸一體加工的，轉(zhuǎn)盤上下端面分別粘貼有摩擦材料層，輸出軸兩端分別通過軸承來定位；所述兩個(gè)定子軸分別從上下壓緊轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤，同時(shí)定子軸的外壁與機(jī)體外殼的內(nèi)壁螺紋配合連接，定子下表面粘貼有壓電陶瓷片，其引線通過機(jī)體外殼開出的矩形貫通孔引出。上下兩個(gè)機(jī)體外殼通過螺栓連接，兩外殼間放有一定數(shù)量的墊片來調(diào)整施加給定轉(zhuǎn)子的預(yù)壓力的大小。采用轉(zhuǎn)子軸直接輸出動(dòng)力，且能雙邊帶動(dòng)負(fù)載，效率大大提高，本裝置集定子固定與施加預(yù)壓力為一體，結(jié)構(gòu)更加簡單緊湊，易于裝配及調(diào)整預(yù)壓力的大小，節(jié)省空間，輸出轉(zhuǎn)矩大。
【專利說明】雙邊驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲電機(jī)，尤其涉及一種集定子固定與施加預(yù)壓力為一體、轉(zhuǎn)子軸直接輸出的雙邊驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]超聲電機(jī)是一種利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，激發(fā)彈性體在超聲頻段產(chǎn)生微幅振動(dòng)，并通過定轉(zhuǎn)子之間的摩擦獲得轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)屬于行波型超聲電機(jī)的一種。具有低速大轉(zhuǎn)矩、無電磁干擾、動(dòng)作響應(yīng)快、運(yùn)行無噪聲、斷電自鎖等顯著特征。在現(xiàn)代社會(huì)中已應(yīng)用于航空航天、光學(xué)、醫(yī)療和微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域。但是，現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)只有單邊驅(qū)動(dòng)，效率較低；且調(diào)節(jié)預(yù)壓力的結(jié)構(gòu)大多在機(jī)體內(nèi)部，例如專利號(hào)20102021943910中，通過在輸出軸軸肩和軸承之間放置一定數(shù)量的墊片來調(diào)整預(yù)壓力的大小，但為了獲得合適的預(yù)壓力，需反復(fù)拆裝調(diào)整墊片的數(shù)量，操作過程較為繁瑣；另外，專利號(hào)201110329573.5中，采用兩個(gè)定子、一個(gè)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，從內(nèi)部結(jié)構(gòu)看，可以克服目前基于單定子結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)定轉(zhuǎn)子存在徑向接觸不均勻等問題，但其預(yù)壓力的獲得是通過外蓋的凸起臺(tái)壓下腹板使之變形，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，力的傳遞不均勻，上下定子與轉(zhuǎn)子間分別獲得的預(yù)壓力不可能相等，導(dǎo)致電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，上下結(jié)構(gòu)不同步，長期使用轉(zhuǎn)子易發(fā)生扭曲變形，降低輸出效率，縮短電機(jī)的使用壽命。
[0003]因此，需要一種新的雙邊驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種雙邊驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)，該電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單緊湊、輸出轉(zhuǎn)矩大、能夠同時(shí)帶動(dòng)兩個(gè)負(fù)載，簡化了電機(jī)在調(diào)試預(yù)壓力過程中的難度，提高了輸出轉(zhuǎn)矩和效率。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種雙邊驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)，包括定子軸、轉(zhuǎn)子軸、機(jī)體外殼，所述定子軸包括上、下定子軸，上、下定子軸相對(duì)設(shè)置，上、下定子軸為變階梯厚度，上、下定子軸外徑為帶有螺紋的空心軸，帶有螺紋的空心軸端面設(shè)有水平設(shè)置的環(huán)形腹板，腹板外側(cè)的環(huán)形凸緣處設(shè)有齒條，腹板內(nèi)側(cè)的環(huán)狀凸緣處分別粘貼有上、下壓電陶瓷片，上、下壓電陶瓷片的引線通過機(jī)體外殼開出的矩形貫通孔引出；
所述機(jī)體外殼包括上、下機(jī)體外殼，所述上機(jī)體外殼的內(nèi)壁與上定子軸的外壁螺紋連接，所述下機(jī)體外殼的內(nèi)壁與下定子軸的外壁螺紋連接，上、下機(jī)體外殼通過螺栓相連接，上、下機(jī)體外殼之間設(shè)有墊片，可調(diào)節(jié)間隙大?。?br> 所述轉(zhuǎn)子軸包括轉(zhuǎn)盤和輸出軸，轉(zhuǎn)盤設(shè)置在輸出軸上，轉(zhuǎn)盤上下端面分別粘貼有摩擦材料層，所述上下定子軸分別從上下壓緊所述轉(zhuǎn)盤兩端面；輸出軸下端穿過所述下定子軸并伸出下機(jī)體外殼外，輸出軸上端穿過所述上定子軸并伸出上機(jī)體外殼外。
[0006]進(jìn)一步地，所述輸出軸上、下端分別通過上、下軸承定位，上、下軸承與對(duì)應(yīng)的上、下機(jī)體外殼滑動(dòng)配合，上、下機(jī)體外殼分別壓緊對(duì)應(yīng)的所述上、下軸承。
[0007]進(jìn)一步地，所述輸出軸為空心階梯軸。
[0008]進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)盤與輸出軸是一體加工的。
[0009]進(jìn)一步地，所述上下定子軸上的齒頂靠在所述轉(zhuǎn)盤對(duì)應(yīng)端面，上下定子軸上的齒與對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)盤端面平行接觸。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
第一，本發(fā)明的雙邊驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)，包括兩個(gè)定子軸、一個(gè)轉(zhuǎn)子軸、機(jī)體外殼和軸承，定子軸外壁與機(jī)體外殼的內(nèi)壁通過螺紋配合連接，內(nèi)徑邊界條件為自由，采用轉(zhuǎn)子軸直接輸出動(dòng)力，且能雙邊帶動(dòng)負(fù)載，效率大大提高，本裝置集定子固定與施加預(yù)壓力為一體，結(jié)構(gòu)更加簡單緊湊，易于裝配及調(diào)整預(yù)壓力的大小，節(jié)省空間，輸出轉(zhuǎn)矩大；
第二，所述兩個(gè)定子軸為變階梯厚度，外徑處設(shè)計(jì)成帶有螺紋的空心軸，上下分別與機(jī)體外殼的內(nèi)壁螺紋連接固定，不必專門開設(shè)固定用的螺孔。所述兩個(gè)定子軸分別從上下壓緊轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤，定子內(nèi)側(cè)的環(huán)狀凸緣處粘貼有壓電陶瓷片，其引線通過機(jī)體外殼開出的矩形貫通孔引出；
第三，上下兩個(gè)機(jī)體外殼通過螺栓連接固定，兩外殼間放有一定數(shù)量的墊片來調(diào)整施加給定轉(zhuǎn)子的預(yù)壓力的大小，并且通過調(diào)整兩者之間墊片的數(shù)量來獲得滿意的預(yù)壓力，由于上下結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，上下定子與轉(zhuǎn)子間獲得的預(yù)壓力相等，兩邊可有效實(shí)現(xiàn)同步驅(qū)動(dòng)；第四，所述轉(zhuǎn)子軸是轉(zhuǎn)盤與輸出軸一體加工的，轉(zhuǎn)盤上下端面分別粘貼有摩擦材料層，輸出軸沿軸線空心設(shè)置，其兩端分別通過軸承來定位，并且伸出機(jī)體外殼，用于帶動(dòng)負(fù)載，可實(shí)現(xiàn)雙邊驅(qū)動(dòng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明雙邊驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的俯視圖；
圖3為圖1中轉(zhuǎn)子軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖1中定子軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1為轉(zhuǎn)子軸，2為上定子軸，3為螺栓，4為墊片，5為螺母，6為下定子軸，7為下軸承，8為下機(jī)體外殼，9為下壓電陶瓷，10為下摩擦材料層，11為上摩擦材料層，12為上壓電陶瓷，13為上機(jī)體外殼，14為上軸承，101為輸出軸，102為轉(zhuǎn)盤，201、601為齒，202、602為腹板，203、603為外螺紋。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
如圖1-4所示，雙邊驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)包括轉(zhuǎn)子軸1、上下定子軸2、6、上下機(jī)體外殼13、8和上下軸承14、7。轉(zhuǎn)子軸I由輸出軸101和轉(zhuǎn)盤102構(gòu)成。上下定子軸2、6的特征為齒201、601、腹板202,602和外螺紋203、603。
[0013]圖2為圖1的俯視圖，結(jié)合圖1可明確機(jī)體外殼13、8的結(jié)構(gòu)。
[0014]轉(zhuǎn)子軸I轉(zhuǎn)盤102上下端面分別粘貼有摩擦材料層11、10，輸出軸101兩端分別通過軸承14、7來定位。兩個(gè)定子軸2、6對(duì)稱布置，分別從上下壓緊轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤102兩端面，同時(shí)定子軸2、6的外壁與機(jī)體外殼13、8的內(nèi)壁螺紋連接固定，不必專門開設(shè)固定用的螺孔。上下兩個(gè)機(jī)體外殼13、8通過四組螺栓3連接，兩外殼間放有一定數(shù)量的墊片4來調(diào)整預(yù)壓力的大小，這樣電機(jī)調(diào)試預(yù)壓力時(shí)不用拆裝外殼等，更簡單方便。本裝置采用轉(zhuǎn)子軸I直接輸出動(dòng)力，并且上下結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，能雙邊帶動(dòng)負(fù)載，效率大大提高。
[0015]所述的上定子軸2為變階梯厚度，其頂面環(huán)形凸緣處粘貼有上壓電陶瓷12，上壓電陶瓷12的引線通過上機(jī)體外殼13開出的矩形貫通孔引出，上定子軸2的底面環(huán)形凸緣處設(shè)有齒201，其底面頂靠在轉(zhuǎn)子軸I轉(zhuǎn)盤102的頂面，保證齒201與轉(zhuǎn)盤102頂面平行接觸，外徑處設(shè)計(jì)成帶有螺紋203的空心軸，與上機(jī)體外殼13的內(nèi)壁螺紋配合連接，腹板202用于增加定子柔度。所述的下定子軸6為變階梯厚度，其底面環(huán)形凸緣處粘貼有下壓電陶瓷9，下壓電陶瓷9的引線通過下機(jī)體外殼8開出的矩形貫通孔引出，下定子軸6的頂面環(huán)形凸緣處設(shè)有齒601，其頂面頂靠在轉(zhuǎn)子軸I轉(zhuǎn)盤102的底面，保證齒601與轉(zhuǎn)盤102底面平行接觸，外徑處設(shè)計(jì)成帶有螺紋603的空心軸，與下機(jī)體外殼8的內(nèi)壁螺紋配合連接，腹板602用于增加定子柔度。
[0016]主要裝配順序及調(diào)節(jié)預(yù)壓力方法:兩個(gè)定子軸2、6對(duì)稱布置，分別從上下壓緊轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤102兩端面，保證上下定子軸2、6的工作面可靠實(shí)現(xiàn)與轉(zhuǎn)子軸I轉(zhuǎn)盤102上下端面平行接觸，輸出軸101兩端軸肩處分別裝有軸承14、7，上下軸承14、7與上下機(jī)體外殼13、8是滑動(dòng)配合，對(duì)輸出軸101進(jìn)行定位，然后安裝上機(jī)體外殼13，與上定子軸2螺紋連接，旋緊直到其頂面壓緊上軸承14，繼續(xù)安裝下機(jī)體外殼8，與下定子軸6螺紋連接，旋緊直到其底面壓緊下軸承7，上下兩個(gè)機(jī)體外殼13、8通過四組螺栓3連接，并通過上下軸承14、7將預(yù)壓力施加到轉(zhuǎn)子軸I上，為定轉(zhuǎn)子軸之間提供傳動(dòng)所需的正壓力，兩外殼間放有一定數(shù)量的墊片4來調(diào)整預(yù)壓力，如果預(yù)壓力大小不合適，只需把螺母5旋下，調(diào)整墊片4的數(shù)量即可，這樣電機(jī)安裝更加方便易行，不會(huì)影響電機(jī)的工作模態(tài)，而且由于上下結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，上下定子軸2、6與轉(zhuǎn)子軸I間獲得的預(yù)壓力相等，兩邊可有效實(shí)現(xiàn)同步驅(qū)動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙邊驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)，包括定子軸、轉(zhuǎn)子軸、機(jī)體外殼，其特征是，所述定子軸包括上、下定子軸(2、6)，上、下定子軸(2、6)相對(duì)設(shè)置，上、下定子軸(2、6)為變階梯厚度，上、下定子軸(2、6)外徑為帶有螺紋的空心軸，帶有螺紋的空心軸端面設(shè)有水平設(shè)置的環(huán)形腹板(202、602)，腹板(202、602)外側(cè)的環(huán)形凸緣處設(shè)有齒條(201、601)，腹板(202,602)內(nèi)側(cè)的環(huán)狀凸緣處分別粘貼有上、下壓電陶瓷片(12、9)，上、下壓電陶瓷片(12、9)的引線通過機(jī)體外殼開出的矩形貫通孔引出； 所述機(jī)體外殼包括上、下機(jī)體外殼(13、8)，所述上機(jī)體外殼(13)的內(nèi)壁與上定子軸(2)的外壁螺紋連接，所述下機(jī)體外殼(8)的內(nèi)壁與下定子軸(6)的外壁螺紋連接，上、下機(jī)體外殼(13、8 )通過螺栓(3 )相連接，上、下機(jī)體外殼(13、8 )之間設(shè)有可調(diào)節(jié)間隙大小的墊片(4); 所述轉(zhuǎn)子軸包括轉(zhuǎn)盤和輸出軸，轉(zhuǎn)盤(102)設(shè)置在輸出軸(101)上，轉(zhuǎn)盤(102)上下端面分別粘貼有摩擦材料層(11、10)，所述上下定子軸(2、6)分別從上下壓緊所述轉(zhuǎn)盤(102)兩端面；輸出軸(101)下端穿過所述下定子軸(6)并伸出下機(jī)體外殼(8)外，輸出軸(101)上端穿過所述上定子軸(2)并伸出上機(jī)體外殼(13)外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙邊驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)，其特征是，所述輸出軸(101)上、下端分別通過上、下軸承(14、7 )定位，上、下軸承(14、7 )與對(duì)應(yīng)的上、下機(jī)體外殼(13、8)滑動(dòng)配合，上、下機(jī)體外殼(13、8)分別壓緊對(duì)應(yīng)的所述上、下軸承(14、7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙邊驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)，其特征是，所述輸出軸(101)為空心階梯軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙邊驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)，其特征是，所述轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)盤(102)與輸出軸(101)是一體加工的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙邊驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)，其特征是，所述上下定子軸(2,6)上的齒(201、601)頂靠在所述轉(zhuǎn)盤(102)對(duì)應(yīng)端面，上下定子軸(2、6)上的齒(201、601)與對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)盤(102)端面平行接觸。
【文檔編號(hào)】H02N2/16GK104467532SQ201410761048
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】龔俊杰, 沈麗佳 申請(qǐng)人:揚(yáng)州大學(xué)