專利名稱：一種壓電超聲微電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種壓電超聲微電機(jī)，特別是指一種采用定子軸向浮動方式實現(xiàn)定位的壓電超聲微電機(jī)。
根據(jù)上述目的設(shè)計了一種壓電超聲微電機(jī)，包括杯狀外殼、外殼內(nèi)的定子組件和轉(zhuǎn)子組件，定子組件包括定子、底座及緊壓于定子和底座之間的壓電陶瓷環(huán)片和電極片，轉(zhuǎn)子組件包括轉(zhuǎn)子、伸出外殼底外的轉(zhuǎn)子中心軸、將轉(zhuǎn)子壓于定子上的螺旋彈簧壓力機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)子中心軸通過分別固定在外殼上和定子中的一對軸承定位，在杯狀外殼的杯口處固定有一托塊及與托塊呈固定聯(lián)接的光電編碼器。該托塊與轉(zhuǎn)子中心軸位于同一條軸線上，并位于定子底座的外側(cè)，即定子組件有適量的裝配自由度；在托塊的中心有一凸臺或在托塊的中心設(shè)有材質(zhì)為金屬或非金屬的墊圈，定子組件軸向安裝其上并使凸字型底座的臺階面與杯狀外殼的杯口面有一間隙。裝配時，托塊中心凸臺或墊圈套在光電編碼器聯(lián)結(jié)軸上，該軸與轉(zhuǎn)子間為螺紋聯(lián)接；同時，托塊與外殼通過螺栓相聯(lián)接，該螺栓穿過定子底座上的螺栓過孔，使定子組件周向固定。
本實用新型壓具有如下特點1、定子組件軸向浮動安裝在托塊凸臺或墊圈上，有利于電機(jī)定子組件的超聲振動，從而提高了電機(jī)工作效率和動力輸出的平穩(wěn)性。
2、定子組件軸向浮動安裝在托塊凸臺或墊圈上，使定子組件有一定的自適應(yīng)性或軸向自由度，易于裝配和調(diào)整，改善了轉(zhuǎn)子與定子的接觸狀況，大大降低了對電機(jī)零件的機(jī)械加工精度要求。
3、由于增加了光電編碼器和相應(yīng)的控制器，當(dāng)電機(jī)工作時，通過光電編碼器準(zhǔn)確輸出轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過的角度信號，并根據(jù)該信號由相應(yīng)的控制器，對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度大小進(jìn)行精確控制，使電機(jī)輸出定位精度更高。
4、為了避免細(xì)長軸難以加工的問題，采用通過光電編碼器聯(lián)接軸將轉(zhuǎn)子與光電編碼器相聯(lián)接。
5、轉(zhuǎn)子與輸出軸制作成一整體，既克服了現(xiàn)有技術(shù)由于中心軸與轉(zhuǎn)子是通過橡膠墊依靠摩擦力相聯(lián)接所帶來的橡膠墊蠕動和破損等缺陷，又保證了轉(zhuǎn)子與輸出軸的形位公差要求，使電機(jī)工作更穩(wěn)定可靠。
6、采用彈簧壓力機(jī)構(gòu)增大了裝配過程中壓力機(jī)構(gòu)的調(diào)整范圍，使電機(jī)裝配更容易，電機(jī)的一致性更好。
7、在壓力機(jī)構(gòu)中采用擋環(huán)結(jié)構(gòu)，從而可以選擇適當(dāng)?shù)膹椈芍睆胶蛷椈射摻z直徑，使轉(zhuǎn)子與定子間的壓力大小合適和分布均勻。


附圖1是本實用新型的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是現(xiàn)有技術(shù)的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1給示了本實用新型的一個實施例，包括定子組件10、托塊15及固定在托塊上的光電編碼器16、外殼12，還有通過被分別固定于定子101上端內(nèi)壁和外殼12上端內(nèi)壁的一對軸承132、131及軸承所支承的轉(zhuǎn)子組件11，轉(zhuǎn)子組件置于兩軸承之中。定子組件由定子、定子底座102及緊壓于定子與其底座之間的壓電陶瓷環(huán)片103和電極片104構(gòu)成；轉(zhuǎn)子組件由轉(zhuǎn)子111、與轉(zhuǎn)子成一體的中心軸112以及螺旋彈簧113、擋環(huán)114組成的壓力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，轉(zhuǎn)子與定子在螺旋彈簧的壓力下緊密接觸；而光電編碼器借助其聯(lián)結(jié)軸17與轉(zhuǎn)子聯(lián)接。定子組件軸向浮動安裝在托塊中心的凸臺或墊圈151上，并與杯狀外殼下端面保持一定的間隙，托塊與外殼，通過螺栓14相聯(lián)結(jié)，該螺栓將托塊和光電編碼器、定子底座及外殼連成一體，使定子得到周向固定。
本實用新型工作時需要輸入一對正交電壓信號Sinωt、Cosωt到兩對壓電陶瓷環(huán)片中，其工作頻率為定子組件的諧振頻率。測試數(shù)據(jù)表明，本實用新型具有低速、大力矩、高分辨率等特征，主要參數(shù)及性能指標(biāo)如下外形為圓柱形，直徑φ30mm，長度45mm，工作頻率25kHz，轉(zhuǎn)速0-100rpm，最大輸出力矩大于2kgf·cm，最小角分辨率0.01°，精確定位精度0.36°。
權(quán)利要求1.一種壓電超聲微電機(jī)，包括杯狀外殼(12)、外殼內(nèi)的定子組件(10)和轉(zhuǎn)子組件(11)，定子組件包括定子(101)、底座(102)及緊壓于定子和底座之間的壓電陶瓷環(huán)片(103)和電極片(104)，轉(zhuǎn)子組件包括轉(zhuǎn)子(111)、伸出外殼底外的轉(zhuǎn)子中心軸(112)、將轉(zhuǎn)子壓于定子上的螺旋彈簧(113)壓力機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)子中心軸通過分別固定在外殼上和定子中的一對軸承定位，其特征是在杯狀外殼的杯口處固定有一托塊(15)及與托塊呈固定聯(lián)接的光電編碼器(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電機(jī)，其特征是所述的托塊與轉(zhuǎn)子中心軸位于同一條軸線上，并位于定子底座的外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微電機(jī)，其特征是在托塊的中心有一凸臺(151)或在托塊的中心設(shè)有材質(zhì)為金屬或非金屬的墊圈，定子組件軸向安裝其上并使凸字型底座的臺階面與杯狀外殼的杯口面有一間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微電機(jī)，其特征是托塊中心凸臺或墊圈套在光電編碼器聯(lián)結(jié)軸(17)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微電機(jī)，其特征是光電編碼器聯(lián)結(jié)軸與轉(zhuǎn)子間為螺紋聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微電機(jī)，其特征是托塊與外殼通過螺栓相聯(lián)接，該螺栓穿過定子底座上的螺栓過孔，使定子組件周向固定。
專利摘要一種壓電超聲微電機(jī)，包括杯狀外殼、包括定子、底座及緊壓于定子和底座之間的壓電陶瓷環(huán)片和電極片的定子組件和包括轉(zhuǎn)子及其中心軸、將轉(zhuǎn)子壓于定子上的螺旋彈簧壓力機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)子組件，在外殼的杯口處有一托塊，托塊上固定有提高輸出定位精度光電編碼器。定子組件軸向浮動安裝在托塊中心的凸臺或墊圈上并與外殼下端面有一間隙，光電編碼器通過聯(lián)結(jié)軸與轉(zhuǎn)子螺紋連接，托塊與外殼間螺栓相連，同時螺栓穿過定子底座使定子組件周向固定。定子組件軸向浮動使之具有自適應(yīng)性或軸向自由度，利于超聲振動，提高了工作效率和動力輸出的平穩(wěn)性，還利于裝配和調(diào)整，改善了轉(zhuǎn)子與定子的接觸狀況，降低了加工精度要求。
文檔編號H02N2/10GK2555587SQ02270820
公開日2003年6月11日 申請日期2002年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月30日
發(fā)明者邱海波 申請人:邱海波