專利名稱：壓電超聲微電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)，特別是一種壓電超聲微電機(jī)。
壓電超聲電機(jī)廣泛作為精密控制與調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)元件。中華人民共和國專利局發(fā)明專利公報(bào)第13卷、第53號(hào)上公布的一項(xiàng)名稱為基于彎曲振動(dòng)模式的壓電超聲微馬達(dá)，申請(qǐng)?zhí)枮?7111805.1的發(fā)明專利，即為一種典型的基于夾心式壓電陶瓷換能器彎曲振動(dòng)模式的壓電超聲微電機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，其結(jié)構(gòu)包括中心軸22及套于軸上的定子20和轉(zhuǎn)子21，定子由上匹配塊201、下匹配塊203及緊壓于之中的壓電陶瓷環(huán)片202構(gòu)成，壓力機(jī)構(gòu)24由固定于中心軸上的彈簧片以及彈簧片與轉(zhuǎn)子之間的橡膠墊片構(gòu)成，轉(zhuǎn)子通過壓力機(jī)構(gòu)緊壓于定子上端面。當(dāng)給這種電機(jī)壓電陶瓷輸入電信號(hào)后，電機(jī)定子作自由彎曲振動(dòng)，從而在定子上端面形成一波動(dòng)面，依靠摩擦力驅(qū)動(dòng)緊壓其上的轉(zhuǎn)子繞中心軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，而轉(zhuǎn)子又通過橡膠片和彈簧片，依靠摩擦力來帶動(dòng)中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出動(dòng)力。這種壓電超聲微電機(jī)有如下不足之處1、電機(jī)中心軸和套于中心軸上的轉(zhuǎn)子要依靠固定于定子上下兩軸承支承，而定子上下匹配塊是通過螺紋相聯(lián)接，聯(lián)接后無法調(diào)整，所以很難保證上下軸承同軸，因此給整個(gè)電機(jī)帶來形位誤差，使電機(jī)動(dòng)力輸出不穩(wěn)定，運(yùn)動(dòng)精度差。2、壓力機(jī)構(gòu)調(diào)整范圍小，加上述第一條不足的原因，使得轉(zhuǎn)子與定子間壓力分布不均勻，并且裝配調(diào)整困難，電機(jī)一致性不好，電機(jī)成品合格率低。3、由于中心軸與轉(zhuǎn)子是通過橡膠墊依靠摩擦力相聯(lián)接，因此必然存在橡膠墊蠕動(dòng)和破損等缺陷，影響電機(jī)正常工作。
本實(shí)用新型的目的是提供一種上下軸承易于同軸，壓力機(jī)構(gòu)調(diào)整范圍大，動(dòng)力輸出穩(wěn)定的壓電超聲微電機(jī)。
本實(shí)用新型的目的可通過如下方案來實(shí)現(xiàn)，它包括定子組件、外殼及通過被固定于定子和外殼的一對(duì)軸承所支承的轉(zhuǎn)子組件，所說的定子組件由定子、底座及緊壓于之間的壓電陶瓷環(huán)片和電極片構(gòu)成，所說的轉(zhuǎn)子組件由轉(zhuǎn)子與中心軸以及螺旋彈簧壓力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，定子上端內(nèi)壁和外殼上端內(nèi)壁各置有一軸承，所說的轉(zhuǎn)子組件置于兩軸承之中，所說的轉(zhuǎn)子與定子在螺旋彈簧壓力機(jī)構(gòu)施壓下緊密接觸；所說的定子組件通過定子組件中的底座與外殼聯(lián)接成一整體；所說的定子組件與外殼聯(lián)接可徑向調(diào)整；轉(zhuǎn)子組件中的轉(zhuǎn)子與中心軸為一體成型。
本實(shí)用新型對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型壓電超聲微電機(jī)的底座與外殼可聯(lián)接成一整體，從而增加了底座的剛性(即降低了彈性)，有利于增大工作狀態(tài)下定子上端面(即與轉(zhuǎn)子所接觸的端面)的振幅，提高電機(jī)輸出力矩。2、本實(shí)用新型壓電超聲微電機(jī)的底座與外殼連接可徑向調(diào)整，以便于使上下軸承保持同軸，從而使電機(jī)動(dòng)力輸出更均勻和穩(wěn)定。3、本實(shí)用新型壓電超聲微電機(jī)的轉(zhuǎn)子與中心軸制作成一整體，從而既克服了現(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(dòng)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。4、本實(shí)用新型壓電超聲微電機(jī)采用了螺旋彈簧壓力機(jī)構(gòu)，從而增大了壓力機(jī)構(gòu)調(diào)整范圍，使電機(jī)裝配更容易，電機(jī)的一致性更好。5、本實(shí)用新型壓電超聲微電機(jī)的螺旋彈簧壓力機(jī)構(gòu)中采用了擋環(huán)結(jié)構(gòu)，從而可以選擇適當(dāng)?shù)穆菪龔椈芍睆胶吐菪龔椈射摻z直徑，使轉(zhuǎn)子與定子間的壓力大小合適和分布均勻。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例的對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述參見圖1，10為定子組件、12為外殼，轉(zhuǎn)子組件11通過固定于定子和外殼的一對(duì)軸承132、131所支承，所說的定子組件由定子101、底座102及緊壓于之間的壓電陶瓷環(huán)片103和電極片104組成，所說的轉(zhuǎn)子組件由轉(zhuǎn)子111與中心軸112以及螺旋彈簧壓力機(jī)構(gòu)組成，轉(zhuǎn)子111與中心軸112一體成型，螺旋彈簧壓力機(jī)構(gòu)由螺旋彈簧113和擋環(huán)114構(gòu)成。所說的轉(zhuǎn)子111與定子101在螺旋彈簧壓力機(jī)構(gòu)施壓下緊密接觸。所說的定子組件通過底座102與外殼12用螺釘14聯(lián)接成一整體，螺釘14與底座102上的螺釘過孔有一定間隙，實(shí)現(xiàn)定子組件與外殼聯(lián)接的徑向調(diào)整。工作時(shí)需要輸入一對(duì)正交電信號(hào)，即正弦電信號(hào)A和余弦電信號(hào)B到壓電陶瓷環(huán)片103中，電信號(hào)頻率為電機(jī)定子組件的諧振頻率，電機(jī)定子作自由彎曲振動(dòng)，從而在定子上端面形成一波動(dòng)面，依靠摩擦力驅(qū)動(dòng)緊壓其上的轉(zhuǎn)子繞中心軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出動(dòng)力。其主要參數(shù)及性能指標(biāo)如下外形為圓柱形，直徑φ20mm，長度32mm，工作頻率32kHz，轉(zhuǎn)速0-100rpm，最大輸出力矩600gf·cm，最小角分辨率0.010°。
權(quán)利要求1.一種壓電超聲微電機(jī)，包括定子組件(10)、外殼(12)及通過被固定于定子(101)和外殼(12)的一對(duì)軸承所支承的轉(zhuǎn)子組件(11)，所說的定子組件由定子(101)、底座(102)及緊壓于之間的壓電陶瓷環(huán)片(103)和電極片(104)構(gòu)成，所說的轉(zhuǎn)子組件(11)由轉(zhuǎn)子(111)與中心軸(112)以及螺旋彈簧壓力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，其特征在于定子上端內(nèi)壁和外殼上端內(nèi)壁各置有一軸承(132、131)，所說的轉(zhuǎn)子組件置于兩軸承之中，所說的轉(zhuǎn)子與定子在螺旋彈簧壓力機(jī)構(gòu)施壓下緊密接觸，所說的定子組件通過定子組件中的底座與外殼聯(lián)接成一整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電超聲微電機(jī)，其特征在于螺釘(14)與底座(102)上的螺釘過孔有一定間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電超聲微電機(jī)，其特征在于，轉(zhuǎn)子組件(11)中的轉(zhuǎn)子(111)與中心軸(112)為一體成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電超聲微電機(jī)，其特征在于，轉(zhuǎn)子組件(11)中的螺旋彈簧壓力機(jī)構(gòu)由螺旋彈簧(113)和擋環(huán)(114)構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型是一種壓電超聲微電機(jī),它包括定子組件、外殼及通過被固定于定子和外殼的一對(duì)軸承所支承的轉(zhuǎn)子組件,定子組件由定子、底座及緊壓于之間的壓電陶瓷環(huán)片和電極片構(gòu)成,轉(zhuǎn)子組件由制作成一體的轉(zhuǎn)子與中心軸以及螺旋彈簧壓力機(jī)構(gòu)構(gòu)成,定子上端內(nèi)壁和外殼上端內(nèi)壁各置有一軸承,轉(zhuǎn)子組件置于兩軸承之中,轉(zhuǎn)子與定子在螺旋彈簧壓力機(jī)構(gòu)施壓下緊密接觸。本實(shí)用新型壓電超聲微電機(jī)是廣泛作為精密控制與調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)元件。
文檔編號(hào)H02N2/10GK2411617SQ99254678
公開日2000年12月20日 申請(qǐng)日期1999年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月1日
發(fā)明者邱海波 申請(qǐng)人:邱海波