外螺紋(2-1-3)結(jié)構(gòu)之間的外圓柱表面(2-1-2)套接安裝絕緣套筒(2-5)，所述前匹配端(2-1)兩側(cè)端部表面中心位置設(shè)有通孔(2-1-4)結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形壓電陶瓷片(2-3)采用義激振模式，且其均沿厚度方向極化，所述通電電極片(2-2)為設(shè)置有凸耳結(jié)構(gòu)的圓環(huán)形銅片，4i片環(huán)形壓電陶瓷片(2-3)與4i+l片通電電極片(2-2)通過絕緣套筒(2-5)相互間隔套接于前匹配端(2-1)階梯圓環(huán)面與外螺紋(2-1-3)結(jié)構(gòu)之間的外圓柱表面(2-1-2)上，其中i為大于等于I的整數(shù)，所述絕緣套筒(2-5)為薄壁圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)；所述后匹配端(2-4)為中空圓柱體結(jié)構(gòu)，所述后匹配端(2-4) —側(cè)端部設(shè)置有外螺紋(2-4-1)結(jié)構(gòu)，所述后匹配端(2-4)另一側(cè)端部表面設(shè)置有螺紋孔(2-4-2)結(jié)構(gòu)，所述后匹配端(2-4)兩側(cè)端部表面中心位置設(shè)有通孔(2-4-3)結(jié)構(gòu)，所述后匹配端(2-4)外圓周表面沿圓周方向均勻設(shè)置有h個外平面(2-4-4)結(jié)構(gòu)，其中h為大于等于I的整數(shù)；所述矩形壓電陶瓷片(2-6)采用名激振模式，且其均沿厚度方向極化，h片矩形壓電陶瓷片(2-6)沿圓周方向均勻布置于第一彈性體(2)后匹配端(2-4)的外平面(2-4-4)結(jié)構(gòu)上，所述布置于第一彈性體(2)后匹配端(2-4)的外平面(2-4-4)結(jié)構(gòu)上的矩形壓電陶瓷片(2-6)的形變方向與第一彈性體(2)中心軸線均成平行布置關(guān)系；所述第二彈性體(3)為平面型第二彈性體，所述平面型第二彈性體(3) —側(cè)端部表面中心位置設(shè)有螺紋孔(3-1)結(jié)構(gòu)，所述平面型第二彈性體(3)另一側(cè)端部表面中心位置設(shè)有圓形凹槽(3-3)結(jié)構(gòu)，所述平面型第二彈性體(3)圓形凹槽(3-3)結(jié)構(gòu)一側(cè)端部表面設(shè)置有摩擦材料(3-4)，所述平面型第二彈性體(3)圓形凹槽(3-3)結(jié)構(gòu)與螺紋孔(3-1)結(jié)構(gòu)中心位置設(shè)有通孔(3-2)結(jié)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)動體(4)為板結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動體(4) 一側(cè)端部表面中心位置設(shè)有圓形凹槽(4-1)結(jié)構(gòu)，其與第二彈性體(3)的圓形凹槽(3-3)結(jié)構(gòu)相對布置，所述轉(zhuǎn)動體(4)另一側(cè)端部表面中心位置設(shè)有凸緣(4-2)結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動體(4)凸緣(4-2)結(jié)構(gòu)端部表面設(shè)置有階梯孔(4-3)結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動體(4)端部表面中心位置設(shè)有通孔(4-4)結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動體(4)凸緣(4-2)結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置有鍵槽(4-5)結(jié)構(gòu)；所述輸出軸(9)為階梯軸結(jié)構(gòu)，所述輸出軸(9) 一側(cè)端部設(shè)置有鍵槽(9-1)結(jié)構(gòu)，所述輸出軸(9)靠近鍵槽(9-1)結(jié)構(gòu)一側(cè)設(shè)置有外螺紋(9-2 )結(jié)構(gòu)，所述輸出軸(9 )另一側(cè)端部設(shè)置有外螺紋(9-6 )結(jié)構(gòu)，所述輸出軸(9 )靠近兩側(cè)外螺紋(9-2)與(9-6)結(jié)構(gòu)的外圓周表面(9-3)與(9-5)結(jié)構(gòu)與推力球軸承(6)配合連接，所述輸出軸(9)與推力球軸承(6)配合連接的外圓周表面(9-3)與(9-5)結(jié)構(gòu)之間靠近鍵槽(9-1)結(jié)構(gòu)一側(cè)設(shè)置有鍵槽(9-4)結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種縱扭復(fù)合激振超聲電機(jī)，其特征在于:縱扭復(fù)合激振驅(qū)動平臺為一種使用縱扭復(fù)合激振超聲電機(jī)的驅(qū)動平臺，所述一種使用縱扭復(fù)合激振超聲電機(jī)的驅(qū)動平臺由固定外架(1)、第一彈性體(2)、第二彈性體(3)、轉(zhuǎn)動平臺(4)、滾動體(5)、推力球軸承(6)、蝶形彈簧(7)、緊固連接件(8)和內(nèi)六角螺栓(9)組成；所述固定外架(I)為一側(cè)端部設(shè)置有法蘭的薄壁圓環(huán)體結(jié)構(gòu)，所述固定外架(I)法蘭四周沿圓周方向均勻設(shè)置有q個通孔(1-1)結(jié)構(gòu)，其中q為大于等于I的整數(shù)，所述固定外架(I)薄壁圓環(huán)體靠近法蘭部分設(shè)置有通孔(1-2)結(jié)構(gòu)，所述固定外架(I)薄壁圓環(huán)體靠近懸臂端部內(nèi)側(cè)設(shè)置有圓弧狀滑道(1-3)結(jié)構(gòu)，所述固定外架(I)法蘭一側(cè)端部表面中心位置設(shè)有階梯孔(1-4)結(jié)構(gòu)，所述所述固定外架(I)法蘭另一側(cè)端部表面中心位置設(shè)有階梯孔(1-6)結(jié)構(gòu)，所述固定外架(I)法蘭端部表面階梯孔(1-4)結(jié)構(gòu)中心位置設(shè)有通孔(1-5)結(jié)構(gòu)；所述第一彈性體(2)由前匹配端(2-1)、通電電極片(2-2)、環(huán)形壓電陶瓷片(2-3)、后匹配端(2-4)、絕緣套筒(2-5)和矩形壓電陶瓷片(2-6)組成，所述前匹配端(2-1)為階梯軸結(jié)構(gòu)，所述前匹配端(2-1) 一側(cè)端部設(shè)置有螺紋孔(2-1-1)結(jié)構(gòu)，所述前匹配端(2-1)另一側(cè)端部設(shè)置有外螺紋(2-1-3)結(jié)構(gòu)，所述前匹配端(2-1)階梯圓環(huán)面與另一側(cè)端部外螺紋(2-1-3)結(jié)構(gòu)之間的外圓柱表面(2-1-2)套接安裝絕緣套筒(2-5);所述環(huán)形壓電陶瓷片(2-3)采用J15激振模式，且其均沿厚度方向極化，所述通電電極片(2-2)為設(shè)置有凸耳結(jié)構(gòu)的圓環(huán)形銅片，4i片環(huán)形壓電陶瓷片(2-3)與4i+l片通電電極片(2-2)通過絕緣套筒(2-5)相互間隔套接于前匹配端(2-1)階梯圓環(huán)面與外螺紋(2-1-3)結(jié)構(gòu)之間的外圓柱表面(2-1-2)上，其中i為大于等于I的整數(shù)；所述絕緣套筒(2-5)為薄壁圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)；所述后匹配端(2-4)為圓柱體結(jié)構(gòu)，所述后匹配端(2-4) —側(cè)端部設(shè)置有外螺紋(2-4-1)結(jié)構(gòu)，所述后匹配端(2-4)另一側(cè)端部表面設(shè)置有螺紋孔(2-4-2)結(jié)構(gòu)，所述后匹配端(2-4)另一側(cè)端部位置設(shè)有螺紋孔(2-4-3)結(jié)構(gòu)；所述后匹配端(2-4)外圓周表面沿圓周方向均勾設(shè)置有h個外平面(2-4-4)結(jié)構(gòu)，其中h為大于等于I的整數(shù)；所述矩形壓電陶瓷片(2-6)采用毛激振模式，且其均沿厚度方向極化，h片矩形壓電陶瓷片(2-6)沿圓周方向均勻布置于第一彈性體(2)后匹配端(2-4)的外平面(2-4-4)結(jié)構(gòu)上，所述布置于第一彈性體(2)后匹配端(2-4)的外平面(2-4-4)結(jié)構(gòu)上的矩形壓電陶瓷片(2-6)的形變方向與第一彈性體(2)中心軸線均成平行布置關(guān)系；所述轉(zhuǎn)動平臺(4)為板結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動平臺(4) 一側(cè)端部表面中心位置設(shè)有圓形凹槽(4-1)結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動平臺(4)另一側(cè)端部表面中心位置設(shè)有沉頭孔(4-2)結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動平臺(4)圓形凹槽(4-1)結(jié)構(gòu)與沉頭孔(4-2)結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有通孔(4-3)結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動平臺(4)外圓周表面設(shè)置有圓弧形滑道(4-5)結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動平臺(4)另一側(cè)端部表面沿圓周方向均勻設(shè)置有r個螺紋孔(4-4)結(jié)構(gòu)，其中r為大于等于I的整數(shù)；所述緊固連接件(8)為一側(cè)端部設(shè)有內(nèi)六角孔的圓柱體結(jié)構(gòu)，所述緊固連接件(8)另一側(cè)端部設(shè)置有外螺紋(8-1)結(jié)構(gòu)，所述緊固連接件(8)內(nèi)六角孔與外螺紋(8-1)結(jié)構(gòu)之間的外圓柱表面(8-2)與推力球軸承(6)緊密配合連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種縱扭復(fù)合激振超聲電機(jī)，其特征在于:所述一種縱扭復(fù)合激振超聲電機(jī)及使用該電機(jī)的驅(qū)動平臺的第二彈性體(3)為一種梳齒型第二彈性體，所述梳齒型第二彈性體(3) —側(cè)端部表面中心位置設(shè)有螺紋孔(3-1)結(jié)構(gòu)，所述梳齒型第二彈性體(3)另一側(cè)端部表面中心位置設(shè)有圓形凹槽(3-3)結(jié)構(gòu)，所述梳齒型第二彈性體(3)圓形凹槽(3-3)結(jié)構(gòu)一側(cè)端部表面設(shè)置有梳齒(3-6)結(jié)構(gòu)，所述梳齒型第二彈性體(3)梳齒(3-6)結(jié)構(gòu)表面設(shè)置有摩擦材料(3-4)，所述梳齒型第二彈性體(3)圓形凹槽(3-3)結(jié)構(gòu)與螺紋孔(3-1)結(jié)構(gòu)中心位置設(shè)有通孔(3-2)結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種縱扭復(fù)合激振超聲電機(jī)及其驅(qū)動平臺，以解決對于單獨采用梁結(jié)構(gòu)或盤結(jié)構(gòu)彈性體超聲電機(jī)整體輸出性能不理想等技術(shù)問題。本實用新型包括固定底座、第一彈性體、第二彈性體、轉(zhuǎn)動體、鍵、推力球軸承、蝶形彈簧、螺母和輸出軸，第一彈性體為梁結(jié)構(gòu)，第二彈性體為板結(jié)構(gòu)，壓電陶瓷片采用d31與d15激振模式。施加超聲頻段內(nèi)激勵電信號于壓電陶瓷片，激發(fā)第一彈性體和第二彈性體分別產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)和彎曲振動模態(tài)，利用振動模態(tài)的疊加耦合，產(chǎn)生驅(qū)動行波形成驅(qū)動摩擦力，實現(xiàn)本實用新型正反兩個方向的運動輸出。本實用新型具有輸出功率大、電機(jī)運行平穩(wěn)以及應(yīng)用范圍廣等技術(shù)優(yōu)勢，在精密驅(qū)動與微定位技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
【IPC分類】H02N2-10, H02N2-12
【公開號】CN204559437
【申請?zhí)枴緾N201520003581
【發(fā)明人】程廷海, 王英廷, 張邦成, 呂達(dá), 魏嘉, 于泰龍, 宋勃飛
【申請人】長春工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年1月6日