一種剪切式壓電陶瓷電的制造方法
【專利摘要】一種剪切式壓電陶瓷電機(jī)，它涉及一種壓電陶瓷電機(jī)，具體涉及一種剪切式壓電陶瓷電機(jī)。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有超聲電機(jī)的數(shù)學(xué)模型很難精確建立，高精確度的速度、位置控制非常困難的問題。本發(fā)明的第一壓電陶瓷組、第二壓電陶瓷組并排安裝在所述夾緊機(jī)構(gòu)內(nèi)，電機(jī)軸豎直插裝在第一壓電陶瓷組與第二壓電陶瓷組之間，第一壓電陶瓷組通過第一導(dǎo)線與所述信號(hào)控制組件的正極輸出端連接，第一壓電陶瓷組通過第二導(dǎo)線與所述信號(hào)控制組件的負(fù)極輸出端連接，第二壓電陶瓷組通過第一導(dǎo)線與所述信號(hào)控制組件的正極輸出端連接，第二壓電陶瓷組通過第二導(dǎo)線與所述信號(hào)控制組件的負(fù)極輸出端連接。本發(fā)明用于機(jī)電領(lǐng)域。
【專利說明】一種剪切式壓電陶瓷電機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種壓電陶瓷電機(jī)，具體涉及一種剪切式壓電陶瓷電機(jī)，屬于機(jī)電領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]壓電電機(jī)是根據(jù)在當(dāng)施加電場時(shí)的壓電材料形狀的改變驅(qū)動(dòng)電動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)的一類電機(jī)。壓電電機(jī)利用逆壓電效應(yīng)，由此該材料產(chǎn)生的聲波或超聲波振動(dòng)，以產(chǎn)生線性或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。壓電馬達(dá)能在強(qiáng)磁場中進(jìn)行工作，這個(gè)獨(dú)特的功能擴(kuò)展了它的應(yīng)用范圍，例如在核磁共振天線內(nèi)它可以正常工作，而基于電磁場的傳統(tǒng)電機(jī)是不能工作的。在旋轉(zhuǎn)式壓電電機(jī)結(jié)構(gòu)中，廣泛采用的是一種類似毛毛蟲移動(dòng)的方式，在一個(gè)單一的平面中依次進(jìn)行伸縮、舒展和位置保持動(dòng)作來驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸的移動(dòng)，這種傳統(tǒng)超聲壓電電機(jī)結(jié)構(gòu)研宄廣泛，但由于超聲電機(jī)的數(shù)學(xué)模型很難精確建立，且具有很強(qiáng)的非線性和時(shí)變性，使高精度的速度、位置控制非常困難等缺點(diǎn)。而針對(duì)剪切式壓電電機(jī)的研宄還處于初始階段，由于剪切式壓電電機(jī)不處于諧振狀態(tài)，可以更加容易的建立數(shù)學(xué)模型，有利于更好地進(jìn)行高精確度的速度、位置控制，且擁有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)靈活多變等優(yōu)點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決現(xiàn)有超聲電機(jī)的數(shù)學(xué)模型很難精確建立，高精確度的速度、位置控制非常困難的問題，進(jìn)而提出一種剪切式壓電陶瓷電機(jī)。
[0004]本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是:本發(fā)明包括第一壓電陶瓷組、第二壓電陶瓷組、電機(jī)軸、夾緊機(jī)構(gòu)、信號(hào)控制組件、兩個(gè)第一導(dǎo)線和兩個(gè)第二導(dǎo)線，第一壓電陶瓷組、第二壓電陶瓷組并排安裝在所述夾緊機(jī)構(gòu)內(nèi)，電機(jī)軸豎直插裝在第一壓電陶瓷組與第二壓電陶瓷組之間，第一壓電陶瓷組通過第一導(dǎo)線與所述信號(hào)控制組件的正極輸出端連接，第一壓電陶瓷組通過第二導(dǎo)線與所述信號(hào)控制組件的負(fù)極輸出端連接，第二壓電陶瓷組通過第一導(dǎo)線與所述信號(hào)控制組件的正極輸出端連接，第二壓電陶瓷組通過第二導(dǎo)線與所述信號(hào)控制組件的負(fù)極輸出端連接。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明由于剪切式壓電電機(jī)不處于諧振狀態(tài)，可以更加容易的建立數(shù)學(xué)模型，有利于更好地進(jìn)行高精確度的速度、位置控制，且擁有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)靈活多變等優(yōu)點(diǎn)，并可以根據(jù)工程需要，具體安排布置其尺寸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的裝配圖，圖2是第一壓電陶瓷組的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是第二壓電陶瓷組的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0007]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種剪切式壓電陶瓷電機(jī)包括第一壓電陶瓷組1、第二壓電陶瓷組2、電機(jī)軸5、夾緊機(jī)構(gòu)、信號(hào)控制組件、兩個(gè)第一導(dǎo)線3和兩個(gè)第二導(dǎo)線4，第一壓電陶瓷組1、第二壓電陶瓷組2并排安裝在所述夾緊機(jī)構(gòu)內(nèi)，電機(jī)軸5豎直插裝在第一壓電陶瓷組I與第二壓電陶瓷組2之間，第一壓電陶瓷組I通過第一導(dǎo)線3與所述信號(hào)控制組件的正極輸出端連接，第一壓電陶瓷組I通過第二導(dǎo)線4與所述信號(hào)控制組件的負(fù)極輸出端連接，第二壓電陶瓷組2通過第一導(dǎo)線3與所述信號(hào)控制組件的正極輸出端連接，第二壓電陶瓷組2通過第二導(dǎo)線4與所述信號(hào)控制組件的負(fù)極輸出端連接。
[0008]本實(shí)施方式中壓電陶瓷組對(duì)稱夾緊電機(jī)軸，驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷組運(yùn)動(dòng)，從而使得壓電陶瓷組與電機(jī)軸之間的摩擦力改變，并通過摩擦力驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]本實(shí)施方式中所述夾緊機(jī)構(gòu)包括固定平臺(tái)6、第一滑塊平臺(tái)7、直線導(dǎo)軌8、推力彈簧9、調(diào)節(jié)螺釘支架10、調(diào)節(jié)螺釘11和第二滑塊平臺(tái)12，直線導(dǎo)軌8水平設(shè)置，固定平臺(tái)6、第一滑塊平臺(tái)7、第二滑塊平臺(tái)12、調(diào)節(jié)螺釘支架10由左至右一次套裝在直線導(dǎo)軌8上，第一壓電陶瓷組1、第二壓電陶瓷組2、電機(jī)軸5安裝在固定平臺(tái)6與第一滑塊平臺(tái)7之間，推力彈簧9安裝在第一滑塊平臺(tái)7與第二滑塊平臺(tái)12之間，調(diào)節(jié)螺釘11的左端穿過調(diào)節(jié)螺釘支架10頂在第二滑塊平臺(tái)12的右端端面上。如此設(shè)置，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺釘支架上的調(diào)節(jié)螺釘?shù)奈恢茫瑥亩刂频诙瑝K平臺(tái)的位置，使得固定平臺(tái)上的第一壓電陶瓷組和滑塊平臺(tái)上的第二壓電陶瓷組對(duì)稱夾緊電機(jī)軸，并可以通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺釘位置，達(dá)到夾緊電機(jī)軸，并控制夾緊力的目的。
[0010]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種剪切式壓電陶瓷電機(jī)的第一壓電陶瓷組I由第一壓電陶瓷片1-1、第一抗磨陶瓷A片1-2、第一抗磨陶瓷B片1-3依次疊加組成，所述第一壓電陶瓷片1-1與所述第一抗磨陶瓷A片1-2之間通過導(dǎo)電膠水粘接，且第一導(dǎo)線3的一端插裝在所述第一壓電陶瓷片1-1與所述第一抗磨陶瓷A片1-2之間，所述第一抗磨陶瓷A片1-2與所述第一抗磨陶瓷B片1-3之間通過導(dǎo)電膠水粘接，且第二導(dǎo)線4的一端插裝在所述第一抗磨陶瓷A片1-2與所述第一抗磨陶瓷B片
1-3之間。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0011]【具體實(shí)施方式】三:結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種剪切式壓電陶瓷電機(jī)的第二壓電陶瓷組2由第二壓電陶瓷片2-1、第二抗磨陶瓷A片2-2、第二抗磨陶瓷B片2-3依次疊加組成，所述第二壓電陶瓷片2-1與所述第二抗磨陶瓷A片2-2之間通過導(dǎo)電膠水粘接，且第一導(dǎo)線3的一端插裝在所述第二壓電陶瓷片2-1與所述第二抗磨陶瓷A片2-2之間，所述第二抗磨陶瓷A片2-2與所述第二抗磨陶瓷B片2-3之間通過導(dǎo)電膠水粘接，且第二導(dǎo)線4的一端插裝在所述第二抗磨陶瓷A片2-2與所述第二抗磨陶瓷B片
2-3之間。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0012]【具體實(shí)施方式】四:結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種剪切式壓電陶瓷電機(jī)的信號(hào)控制組件由信號(hào)發(fā)生器、波形放大器、輸出電路、濾波電路和示波器組成，所述信號(hào)發(fā)生器與所述波形放大器連接，所述輸出電路與所述濾波電路并聯(lián)進(jìn)行濾波，輸出電路的正極輸出端與第一導(dǎo)線3的另一端連接，所述輸出電路的負(fù)極輸出端與第二導(dǎo)線4的另一端連接。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0013]工作原理
[0014]本發(fā)明的第一壓電陶瓷組和第二壓電陶瓷組的兩端均為兩片抗磨陶瓷，離第一導(dǎo)線近的稱為A端，離第二導(dǎo)線近的稱為B端。第一壓電陶瓷組的A端和第二壓電陶瓷組的B端分別與夾緊機(jī)構(gòu)的兩端固定連接，并保證兩個(gè)壓電陶瓷組中的壓電陶瓷一和壓電陶瓷二的指向相同，且通電后沿水平方向運(yùn)動(dòng)，使得兩壓電陶瓷組通電后，第一壓電陶瓷組的B端和第二壓電陶瓷組的A端在水平面沿著相反方向運(yùn)動(dòng)。電機(jī)軸豎直放置并被第一壓電陶瓷組的B和第二壓電陶瓷組的A端夾緊，并可以通過夾緊機(jī)構(gòu)以控制第一壓電陶瓷組和第二壓電陶瓷組對(duì)電機(jī)軸的夾緊力，第一導(dǎo)線接在信號(hào)控制裝置的正極輸出端，第二導(dǎo)線接在信號(hào)控制裝置的負(fù)極輸出端，通過控制信號(hào)控制裝置輸出的電壓信號(hào)達(dá)到控制兩個(gè)壓電陶瓷進(jìn)而驅(qū)動(dòng)兩個(gè)壓電陶瓷組，并最終達(dá)到驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種剪切式壓電陶瓷電機(jī)，其特征在于:所述一種剪切式壓電陶瓷電機(jī)包括第一壓電陶瓷組(I)、第二壓電陶瓷組(2)、電機(jī)軸(5)、夾緊機(jī)構(gòu)、信號(hào)控制組件、兩個(gè)第一導(dǎo)線(3)和兩個(gè)第二導(dǎo)線(4)，第一壓電陶瓷組(I)、第二壓電陶瓷組(2)并排安裝在所述夾緊機(jī)構(gòu)內(nèi)，電機(jī)軸(5)豎直插裝在第一壓電陶瓷組(I)與第二壓電陶瓷組(2)之間，第一壓電陶瓷組(I)通過第一導(dǎo)線(3)與所述信號(hào)控制組件的正極輸出端連接，第一壓電陶瓷組(I)通過第二導(dǎo)線(4)與所述信號(hào)控制組件的負(fù)極輸出端連接，第二壓電陶瓷組(2)通過第一導(dǎo)線(3)與所述信號(hào)控制組件的正極輸出端連接，第二壓電陶瓷組(2)通過第二導(dǎo)線(4)與所述信號(hào)控制組件的負(fù)極輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種剪切式壓電陶瓷電機(jī)，其特征在于:第一壓電陶瓷組(I)由第一壓電陶瓷片(1-1)、第一抗磨陶瓷A片(1-2)、第一抗磨陶瓷B片(1-3)依次疊加組成，所述第一壓電陶瓷片(1-1)與所述第一抗磨陶瓷A片(1-2)之間通過導(dǎo)電膠水粘接，且第一導(dǎo)線(3)的一端插裝在所述第一壓電陶瓷片(1-1)與所述第一抗磨陶瓷A片(1-2)之間，所述第一抗磨陶瓷A片(1-2)與所述第一抗磨陶瓷B片(1-3)之間通過導(dǎo)電膠水粘接，且第二導(dǎo)線(4)的一端插裝在所述第一抗磨陶瓷A片(1-2)與所述第一抗磨陶瓷B片(1_3)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種剪切式壓電陶瓷電機(jī)，其特征在于:第二壓電陶瓷組(2)由第二壓電陶瓷片(2-1)、第二抗磨陶瓷A片(2-2)、第二抗磨陶瓷B片(2-3)依次疊加組成，所述第二壓電陶瓷片(2-1)與所述第二抗磨陶瓷A片(2-2)之間通過導(dǎo)電膠水粘接，且第一導(dǎo)線(3)的一端插裝在所述第二壓電陶瓷片(2-1)與所述第二抗磨陶瓷A片(2-2)之間，所述第二抗磨陶瓷A片(2-2)與所述第二抗磨陶瓷B片(2-3)之間通過導(dǎo)電膠水粘接，且第二導(dǎo)線(4)的一端插裝在所述第二抗磨陶瓷A片(2-2)與所述第二抗磨陶瓷B片(2-3)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述一種剪切式壓電陶瓷電機(jī)，其特征在于:所述信號(hào)控制組件由信號(hào)發(fā)生器、波形放大器、輸出電路、濾波電路和示波器組成，所述信號(hào)發(fā)生器與所述波形放大器連接，所述輸出電路與所述濾波電路并聯(lián)進(jìn)行濾波，輸出電路的正極輸出端與第一導(dǎo)線(3)的另一端連接，所述輸出電路的負(fù)極輸出端與第二導(dǎo)線(4)的另一端連接。
【文檔編號(hào)】H02N2/10GK104506080SQ201510038679
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2015年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月26日
【發(fā)明者】杜志江, 董為, 李海洋 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)