一種有表面織構(gòu)的微馬達(dá)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種有表面織構(gòu)的微馬達(dá)，屬于微機(jī)電系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】。其包括：機(jī)體、壓板、圓盤、圓盤墊片、側(cè)板、第一軸承、軸承墊片、第二軸承、擋圈、軸承蓋、主軸、平鍵、輸入口和輸出口。其中，圓盤的作用是將氣體或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的能量轉(zhuǎn)化為自身的旋轉(zhuǎn)，通過平鍵傳遞給主軸。主軸的作用是對(duì)外輸出能量并做功以達(dá)到微馬達(dá)的使用功能。圓盤和圓盤墊片通過平鍵與主軸相連。壓板將左側(cè)圓盤進(jìn)行軸向壓緊。第一軸承、軸承墊片、第二軸承和擋圈將主軸軸向固定于側(cè)板上。為增大微馬達(dá)的工作效率，對(duì)圓盤表面進(jìn)行織構(gòu)處理，加工出不同形狀的紋理。另外，為增加所需微馬達(dá)輸出功率和扭矩，可增加圓盤和圓盤墊片，圓盤之間串聯(lián)，相鄰圓盤之間均有圓盤墊片。
【專利說明】—種有表面織構(gòu)的微馬達(dá)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有表面織構(gòu)的微馬達(dá)，屬于微機(jī)電系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今微馬達(dá)的主要形式有:靜電型微馬達(dá)、電磁型微馬達(dá)、超聲波型微馬達(dá)等。其中，靜電型微馬達(dá)是利用電場(chǎng)和電荷之間作用力，通過靜電力直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。由于任何細(xì)小微粒、薄片都有靜電存在，利用這一原理可制成很小的馬達(dá)，但其輸出力矩較小，馬達(dá)一般須浸泡在油液中運(yùn)轉(zhuǎn)。電磁型微馬達(dá)利用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力而獲得驅(qū)動(dòng)力。它具有輸出力矩大、轉(zhuǎn)換效率高、轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍大等優(yōu)點(diǎn)，但是線圈損耗大、不易小型化。中國專利CN1034377和CN102148593采用的均為電磁型微馬達(dá)。超聲波型微馬達(dá)是利用驅(qū)動(dòng)部分(壓電陶瓷元件的超聲波振動(dòng))和移動(dòng)部分之間的動(dòng)摩擦力而獲得驅(qū)動(dòng)力。它沒有繞組和磁性元件，具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、單位體積獲得的力矩大、響應(yīng)速度快和沒有電磁噪聲等優(yōu)點(diǎn)。但其轉(zhuǎn)換效率低、轉(zhuǎn)速范圍小。中國專利CN1209685和CN201742323采用的均為超聲波型微馬達(dá)。應(yīng)該指出，上述微馬達(dá)大都需要通過導(dǎo)線與外部控制源相連，這制約了它們的應(yīng)用范圍。
[0003]為此，探索新的驅(qū)動(dòng)源和驅(qū)動(dòng)方法，發(fā)展綜合性能好，且易于微小化的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，十分必要和迫切。如中國專利CN1777013中采用光熱驅(qū)動(dòng)，中國專利CN102769370中采用電熱驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明專利提出的采用氣體或油液對(duì)具有表面織構(gòu)的對(duì)偶圓盤進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的新思想，驅(qū)動(dòng)介質(zhì)易于獲取，工作時(shí)無須通過導(dǎo)線與外部相連，運(yùn)轉(zhuǎn)范圍大，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，使用壽命長，且易于實(shí)現(xiàn)微小化。能廣泛的應(yīng)用于醫(yī)療中藥物定向運(yùn)輸、空間衛(wèi)星、微小機(jī)器人等領(lǐng)域，具有可預(yù)見的應(yīng)用前景。目前，國內(nèi)外尚無此類微小型驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的機(jī)理和方法研究的文獻(xiàn)報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)的缺陷，提出一種有表面織構(gòu)的微馬達(dá)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0006]—種有表面織構(gòu)的微馬達(dá)，包括:機(jī)體⑴、壓板⑵、η個(gè)圓盤(3)、η-1個(gè)圓盤墊片(4)、側(cè)板(5)、第一軸承(6)、軸承墊片(7)、第二軸承(8)、擋圈(9)、軸承蓋(10)、主軸(11)、平鍵(12)、輸入口(14)和輸出口(15)，其中，η為大于等于2的正整數(shù)。
[0007]其連接關(guān)系為:
[0008]輸入口(14)和輸出口(15)位于機(jī)體⑴上。側(cè)板(5)的一端與機(jī)體⑴連接；側(cè)板(5)的另一端與軸承蓋(10)連接。機(jī)體(I)和側(cè)板(5)之間形成工作腔(16)。主軸
(11)依次穿過軸承蓋(10)、擋圈(9)、第二軸承⑶、軸承墊片(7)、第一軸承(6)、側(cè)板(5)、η個(gè)圓盤(3)和η-1個(gè)圓盤墊片(4);壓板⑵固定在主軸(11)距離圓盤(3)近的一端，其作用是軸向壓緊圓盤(3)。η個(gè)圓盤(3)位于工作腔(16)中；圓盤(3)之間串連，相鄰圓盤⑶之間均有圓盤墊片⑷；η個(gè)圓盤(3)及η-1個(gè)圓盤墊片(4)通過平鍵(12)與主軸(11)連接。側(cè)板(5)內(nèi)固定有第一軸承(6)和第二軸承(8)，第一軸承(6)和第二軸承
[8]之間有軸承墊片(7);第二軸承(8)的一端是軸承墊片(7)，另一端是擋圈(9);軸承蓋
(10)與側(cè)板(5)固定連接。主軸(11)還與第一軸承￠)、軸承墊片(7)、第二軸承(8)和擋圈(9)連接。第一軸承(6)、軸承墊片(7)、第二軸承⑶和擋圈(9)的作用是將主軸(11)軸向固定于側(cè)板5上。主軸(11)與輸出口(15)、壓板(2)、軸承蓋(10)、擋圈(9)、第二軸承(8)、軸承墊片(7)、第一軸承(6)、圓盤(3)及圓盤墊片⑷同軸。
[0009]其中，輸入口(14)為氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的進(jìn)口，輸出口(15)為氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的出口。圓盤(3)的作用是將氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的能量轉(zhuǎn)化為自身的旋轉(zhuǎn)，通過平鍵(12)傳遞給主軸(11)。主軸(11)的作用是對(duì)外輸出能量并做功，以達(dá)到微馬達(dá)的使用功能。
[0010]特別的，通過對(duì)所述圓盤(3)的表面進(jìn)行織構(gòu)處理，加工出不同形狀的紋理，以增大微馬達(dá)的工作效率。
[0011]所述對(duì)圓盤(3)的表面進(jìn)行織構(gòu)處理是指在圓盤(3)的表面上加工出具有一定尺寸和排列的凹坑、凹痕或凸包等圖案的點(diǎn)陣，或橫豎相間的纖維結(jié)構(gòu)。
[0012]為改變所需微馬達(dá)輸出功率和扭矩，可根據(jù)需要增加或減少圓盤(3)和圓盤墊片
(4)的數(shù)量，并且圓盤(3)之間串聯(lián)，相鄰圓盤(3)之間均有圓盤墊片(4)。
[0013]所述微馬達(dá)的工作過程為:
[0014]工作時(shí)，氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)從機(jī)體(I)上的輸入口(14)充入微馬達(dá)的工作腔(16)，氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)經(jīng)圓盤(3)后速度和壓力降低，最后從機(jī)體(I)上的輸出口(15)流出。圓盤(3)在氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的作用下旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)主軸
(11)對(duì)外輸出做功。
[0015]有益效果
[0016]與已有技術(shù)相比較，本發(fā)明提出的有表面織構(gòu)的微馬達(dá)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]①采用氣體或油液對(duì)微馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)介質(zhì)易于獲取，應(yīng)用范圍廣。
[0018]②圓盤表面進(jìn)行織構(gòu)處理，能明顯增大微馬達(dá)的工作效率。
[0019]③增加或減少圓盤和圓盤墊片的數(shù)目能改變微馬達(dá)的輸出功率和扭矩，提高了微馬達(dá)的適用范圍，降低了能耗損失。
[0020]④構(gòu)造簡單，成本低，安裝與維修簡單容易。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例1中微馬達(dá)的裝配外觀圖；
[0022]其中，1-機(jī)體；5-側(cè)板；14-輸入口 ； 15-輸出口。
[0023]圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例1中微馬達(dá)的正視圖；
[0024]其中，8_第二軸承；9-擋圈；10_軸承蓋；11-主軸；13_螺釘。
[0025]圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例1中圖2的A-A剖面示意圖；
[0026]其中，2-壓板；3-圓盤；4_圓盤墊片；6_第一軸承；7_軸承墊片；12_平鍵；16_工作腔。
[0027]圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例1中主軸11的外觀圖；
[0028]圖5為本發(fā)明具體實(shí)施例1中機(jī)體I的外觀圖；
[0029]圖6為本發(fā)明具體實(shí)施例1中經(jīng)過織構(gòu)處理的圓盤3的外觀示意圖；
[0030]圖7為本發(fā)明具體實(shí)施例2中含有多個(gè)圓盤3的串聯(lián)總裝配剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]根據(jù)上述技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0032]實(shí)施例1:
[0033]本實(shí)施例中的微馬達(dá),其裝配外觀圖如圖1所示，正視圖如圖2所示,其包括:機(jī)體
1、壓板2、2個(gè)圓盤3、圓盤墊片4、側(cè)板5、第一軸承6、軸承墊片7、第二軸承8、擋圈9、軸承蓋10、主軸11、平鍵12、輸入口 14、輸出口 15，圖3是圖2的A-A剖面示意圖。
[0034]其連接關(guān)系為:
[0035]輸入口 14和輸出口 15位于機(jī)體I上,機(jī)體I的外觀圖如圖5所不。側(cè)板5的一端與機(jī)體I連接；側(cè)板5的另一端與軸承蓋10連接。機(jī)體I和側(cè)板5之間形成工作腔16。主軸11依次穿過軸承蓋10、擋圈9、第二軸承8、軸承墊片7、第一軸承6、側(cè)板5、2個(gè)圓盤3和I個(gè)圓盤墊片4，壓板2固定在主軸11距離圓盤3近的一端，其作用是軸向壓緊圓盤3。2個(gè)圓盤3位于工作腔16中；圓盤3之間串連，2個(gè)圓盤3之間有圓盤墊片4 ；2個(gè)圓盤3及I個(gè)圓盤墊片4通過平鍵12與主軸11連接。側(cè)板5內(nèi)固定有第一軸承6和第二軸承8，第一軸承6和第二軸承8之間有軸承墊片7 ;第二軸承8的一端是軸承墊片7，另一端是擋圈9 ;軸承蓋10與側(cè)板5通過螺釘13固定連接。主軸11還與第一軸承6、軸承墊片7、第二軸承8和擋圈9連接。第一軸承6、軸承墊片7、第二軸承8和擋圈9的作用是將主軸11軸向固定于側(cè)板5上。主軸11與輸出口 15、壓板2、軸承蓋10、擋圈9、第二軸承8、軸承墊片7、第一軸承6、圓盤3及圓盤墊片4同軸。
[0036]其中，輸入口 14為氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的進(jìn)口，輸出口 15為氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的出口。圓盤3的作用是將氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的能量轉(zhuǎn)化為自身的旋轉(zhuǎn)，通過平鍵12傳遞給主軸11。主軸11的外觀圖如圖4所示，其作用是對(duì)外輸出能量并做功，以達(dá)到微馬達(dá)的使用功能。機(jī)體I的外觀如圖5所示。
[0037]所述圓盤3的表面經(jīng)過織構(gòu)處理，加工出具有一定尺寸和排列的凹坑和凸包等圖案的點(diǎn)陣，如圖6所示，以增大微馬達(dá)的工作效率。
[0038]所述微馬達(dá)的工作過程為:
[0039]工作時(shí)，氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)從機(jī)體I上的輸入口 14充入微馬達(dá)的工作腔16，氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)經(jīng)圓盤3后速度和壓力降低，最后從機(jī)體I上的輸出口 15流出。圓盤3在氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的作用下旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)主軸11對(duì)外輸出做功。
[0040]實(shí)施例2:
[0041]本實(shí)施例中的微馬達(dá)與實(shí)施例1中的微馬達(dá)結(jié)構(gòu)相似，區(qū)別僅在于圓盤3和圓盤墊片4的數(shù)量不同。本實(shí)施例中，為增加所需微馬達(dá)輸出功率和扭矩，圓盤3為13片，圓盤墊片4為12個(gè)。13片圓盤3之間串聯(lián)，相鄰圓盤3之間均有圓盤墊片4，本實(shí)施例中的微馬達(dá)總裝配剖視圖如圖7所示。
[0042]雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種有表面織構(gòu)的微馬達(dá)，其特征在于:其包括:機(jī)體(I)、壓板(2)、η個(gè)圓盤(3)、η-1個(gè)圓盤墊片(4)、側(cè)板(5)、第一軸承(6)、軸承墊片(7)、第二軸承(8)、擋圈(9)、軸承蓋(10)、主軸(11)、平鍵(12)、輸入口 (14)和輸出口(15)，其中，η為大于等于2的正整數(shù)； 其連接關(guān)系為: 輸入口(14)和輸出口(15)位于機(jī)體⑴上；側(cè)板(5)的一端與機(jī)體⑴連接；側(cè)板(5)的另一端與軸承蓋(10)連接；機(jī)體(I)和側(cè)板(5)之間形成工作腔(16);主軸(11)依次穿過軸承蓋(10)、擋圈(9)、第二軸承(8)、軸承墊片(7)、第一軸承(6)、側(cè)板(5)、η個(gè)圓盤(3)和η-1個(gè)圓盤墊片⑷；壓板(2)固定在主軸(11)距離圓盤(3)近的一端，其作用是軸向壓緊圓盤⑶個(gè)圓盤⑶位于工作腔(16)中；圓盤(3)之間串連，相鄰圓盤(3)之間均有圓盤墊片⑷；η個(gè)圓盤(3)及η-1個(gè)圓盤墊片(4)通過平鍵(12)與主軸(11)連接；側(cè)板(5)內(nèi)固定有第一軸承(6)和第二軸承(8)，第一軸承(6)和第二軸承(8)之間有軸承墊片(7);第二軸承(8)的一端是軸承墊片(7)，另一端是擋圈(9);軸承蓋(10)與側(cè)板(5)固定連接；主軸(11)還與第一軸承￠)、軸承墊片(7)、第二軸承(8)和擋圈(9)連接；第一軸承出)、軸承墊片(7)、第二軸承(8)和擋圈(9)的作用是將主軸(11)軸向固定于側(cè)板5上；主軸(11)與輸出口(15)、壓板(2)、軸承蓋(10)、擋圈(9)、第二軸承⑶、軸承墊片(7)、第一軸承(6)、圓盤(3)及圓盤墊片⑷同軸； 其中，輸入口(14)為氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的進(jìn)口，輸出口(15)為氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的出口 ；圓盤(3)的作用是將氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的能量轉(zhuǎn)化為自身的旋轉(zhuǎn)，通過平鍵(12)傳遞給主軸(11);主軸(11)的作用是對(duì)外輸出能量并做功，以達(dá)到微馬達(dá)的使用功能； 所述微馬達(dá)的工作過程為: 工作時(shí)，氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)從機(jī)體(I)上的輸入口(14)充入微馬達(dá)的工作腔(16)，氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)經(jīng)圓盤(3)后速度和壓力降低，最后從機(jī)體(I)上的輸出口(15)流出；圓盤(3)在氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)或油液驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的作用下旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)主軸(11)對(duì)外輸出做功。
2.如權(quán)利要求1所述的一種有表面織構(gòu)的微馬達(dá)，其特征在于:為改變所需微馬達(dá)輸出功率和扭矩，可根據(jù)需要增加或減少圓盤(3)和圓盤墊片(4)的數(shù)量，并且圓盤(3)之間串聯(lián)，相鄰圓盤(3)之間均有圓盤墊片(4)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種有表面織構(gòu)的微馬達(dá)，其特征在于:通過對(duì)所述圓盤(3)的表面進(jìn)行織構(gòu)處理，以增大微馬達(dá)的工作效率。
4.如權(quán)利要求3所述的一種有表面織構(gòu)的微馬達(dá)，其特征在于:所述對(duì)圓盤(3)的表面進(jìn)行織構(gòu)處理是指在圓盤(3)的表面上加工出具有一定尺寸和排列的凹坑、凹痕或凸包等圖案的點(diǎn)陣，或橫豎相間的纖維結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】F03B13/00GK104234753SQ201410344464
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】吳維, 熊釗, 苑士華, 胡紀(jì)濱 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)