專利名稱：縱振夾心換能器式圓筒型雙轉子超聲電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種縱振夾心換能器式圓筒型雙轉子超聲電機，屬于壓電 超聲電機技術領域。
背景技術：
壓電超聲電機是一種利用壓電陶瓷的逆壓電效應，在彈性體中激勵出超 聲頻段內的振動，在彈性體表面特定點或特定區(qū)域形成具有特定軌跡的質點 運動，進而通過定子、轉子之間的摩擦耦合將質點的微觀運動轉換成轉子的 宏觀運動，具有低速大轉矩、無需變速機構、無電磁干擾、響應速度快和斷 電自鎖等優(yōu)點，作為一種壓電驅動器有著十分廣泛的應用前景。出于激勵原
理的簡單性和理論分析方法的簡便性，目前壓電超聲電機大多采用金屬彈性 體粘貼壓電陶瓷薄片的方式進行激勵，由于受壓電陶瓷的d31模式機電耦合 效率和陶瓷材料抗拉強度低，以及膠層的強度和疲勞壽命等的限制，這樣的 激勵方式使得超聲電機的機械輸出能力受到嚴重制約。此外，在機器人領域 中，實現復雜的機器人動作給驅動元件提出了更高的要求，目前的超聲電機 多采用單個定子，只能實現單一運動輸出，而同時具備兩種運動輸出的壓電 超聲電機可以在很多場合簡化機器人的結構，提高機器人的性能。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決現有超聲電機存在的由于采用金屬彈性體粘貼壓電陶瓷 薄片的方式進行激勵而導致的機械輸出能力受制約以及單個定子只能實現單 一運動輸出的問題，提供了一種縱振夾心換能器式圓筒型雙轉子超聲電機。
本發(fā)明的超聲電機包括定子組件、內側轉子組件、外側轉子組件、軸承 座、軸承、.軸承預緊端蓋、第二螺釘組和第三螺釘組；所述定子組件包括驅
動圓筒和2n個縱振夾心換能器，其中n為大于1的自然數，所述2n個縱振 夾心換能器對稱分布固定連接在所述驅動圓筒側壁外，所述縱振夾心換能器 由前端蓋、后端蓋、絕緣套、兩對壓電陶瓷片、法蘭和兩對銅電極片組成， 所述前端蓋和后端蓋是截面均為矩形并逐漸變細的四棱柱體，前端蓋和后端 蓋的大端面的中心均有一個帶內螺紋的盲孔,所述法蘭中心的兩端帶有螺柱，所述法蘭通過所述螺柱分別與前端蓋和后端蓋固定連接，兩對壓電陶瓷片分 別套在前端蓋和法蘭之間以及法蘭和后端蓋之間的螺柱上，前端蓋和壓電陶 瓷片之間、每對壓電陶瓷片之間以及后端蓋和壓電陶瓷片之間分別固定有銅
電極片，壓電陶瓷片和銅電極片與法蘭的螺柱之間固定有絕緣套；所述驅動 圓筒包括圓筒、薄壁環(huán)和圓筒法蘭，所述薄壁環(huán)設置在圓筒和圓筒法蘭之間， 所述圓筒、薄壁環(huán)和圓筒法蘭同軸，圓筒的高度與前端蓋的高度相等，圓筒 側壁的外表面與前端蓋的小端面固定連接，圓筒內表面加工有連續(xù)梳狀驅動 齒；所述內側轉子組件由內側帶軸轉子、內側無軸轉子、連接鍵、內側橡膠 墊、碟形彈簧、鎖緊螺母、脹圈和膨脹環(huán)組成；所述內側帶軸轉子和內側無 軸轉子均為圓臺形，內側帶軸轉子和內側無軸轉子的細端分別從定子組件的 圓筒的上方和下方嵌入，內側無軸轉子通過連接鍵和內側帶軸轉子連接在一 起，在內側帶軸轉子和內側無軸轉子與圓筒相接觸的側面安裝有脹圈，膨脹 環(huán)安裝在脹圈的外表面，在內側無軸轉子的上端面采用內側橡膠墊、碟形彈 簧和鎖緊螺母實現內側轉子組件的預緊;所述外側轉子組件由外側帶軸轉子、 外側無軸轉子、外側橡膠墊和第一螺釘組組成，所述外側帶軸轉子和外側無 軸轉子分別安裝在定子組件的上方和下方，并且外側帶軸轉子、外側無軸轉 子和定子圓筒同軸，外側橡膠墊安裝在外側帶軸轉子和外側無軸轉子相接觸 的側面之間，并通過第一螺釘組實現外側帶軸轉子、外側無軸轉子和定子組 件之間的預緊；所述軸承座通過第二螺釘組固定在驅動圓筒的圓筒法蘭上， 所述內側帶軸轉子通過軸承和軸承座轉動連接，并通過軸承預緊端蓋和第三 螺釘組實現軸承的預緊。
本發(fā)明提供的超聲電機，壓電陶瓷元件采用夾心結構，采用壓電陶瓷高 機電耦合效率的d33模式工作，解決粘貼壓電陶瓷片式壓電超聲電機機電耦 合效率低、機械輸出能力差的問題，還通過前端蓋和定子圓筒一體化結構簡 化了結構，.提高了圓筒彈性體表面質點振動軌跡的可控性，消除采用其它方 式聯接換能器和圓筒對定子振動波形所帶來的不利影響。
本發(fā)明提供的超聲電機，利用壓電陶瓷片的縱向振動在夾心換能器中激 勵出縱向振動，通過控制輸入激勵信號，實現兩組換能器在圓筒定子上激勵 出兩個幅值相等、在時間和空間上均相差;r/2的彎振模態(tài)響應，兩個彎振模態(tài)響應疊加在定子圓筒上形成行波，進而在定子驅動齒表面質點產生橢圓運 動軌跡，通過定子驅動齒和內側轉子組件之間的摩擦耦合實現內側轉子組件
的宏觀運動輸出；而工作在彎振模態(tài)的定子圓筒會引起夾心換能器的彎曲振 動，使得換能器工作在主動縱振一被動彎振狀態(tài)，后端蓋的小端面上質點產 生橢圓運動軌跡，通過和外側轉子組件的摩擦耦合實現外側轉子組件的宏觀 運動輸出；最終在單一壓電超聲定子上實現了兩種運動輸出。本發(fā)明通過調 整前端蓋和后端蓋兩個端面的面積比值、前端蓋和后端蓋矩形截面兩邊比值、 前端蓋和草端蓋長度、圓筒內徑尺寸以及圓筒外徑尺寸實現換能器縱振固有 頻率、換能器彎振固有頻率和圓筒彎振固有頻率之間的簡并。前端蓋和后端 蓋釆用變截面設計起到振動能量的聚斂作用，可提高驅動齒和后端蓋小端面 表面質點的振幅和振速，使得電機性能得到提高。薄壁環(huán)可以實現彈性支撐 和振動隔離，將定子組件與外部零件的聯接對圓筒的彎曲振動模態(tài)的影響程 度降到最低。
本發(fā)明提供的超聲電機通過疊形彈簧和鎖緊螺母施加預緊力，由于內側 帶軸轉子、內側無軸轉子和脹圈之間的錐面的作用，預緊力通過脹圈向外徑 向傳遞給膨脹環(huán)，進而引起膨脹環(huán)的徑向膨脹，實現了內側轉子組件和定子 組件的預緊，同時使得內側帶軸轉子、內側無軸轉子和脹圈之間過盈配合， 最終實現了內側轉子組件的轉動輸出；脹圈軸向開有通槽，保證了預緊力轉 化為沿周向均布的徑向力，從而有效的傳遞到膨脹環(huán)上；膨脹環(huán)是很薄的金 屬環(huán)，在脹圈產生的沿周向均布的徑向力的作用下產生徑向膨脹，從而使得 內側轉子組件壓緊定子，保證了膨脹環(huán)和定子驅動齒表面的良好接觸；定子 組件和內側轉子組件之間采用柱面驅動，增加了定子組件和內側轉子組件的 接觸區(qū)域，可有效的提高電機的輸出力矩；通過安裝在軸承座上的軸承實現 了內側轉子組件的支撐，可降低徑向載荷對電機輸出特性的影響。
本發(fā)明提供的超聲電機具有結構簡單、設計靈活、機電耦合效率高、可 實現大力矩輸出、性能穩(wěn)定、易于控制、可系列化生產的優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明提出的縱振夾心換能器式圓筒型雙轉子超聲電機包含4個
縱振換能器時整體結構的剖視圖；圖2是圖1中定子組件1的結構示意圖；圖3是圖2的剖視圖；圖4是圖1中四個縱振夾心換能器1-7中的壓電陶瓷 片1-3的極化方向示意圖；圖5是圖1中驅動圓筒1-6的結構示意圖；圖6 是圖1中脹圈2-7的結構示意圖；圖7是圖2中定子組件1的激勵信號輸入 示意圖，輸入的交流電壓信號滿足以下條件V，Acos(2;rt/T)， V2=Asin(2;rt/T)， Vc=0， V,為第一組夾心換能器的電壓激勵信號，Vz為第二 組夾心換能器的電壓激勵信號，A為激勵電壓信號幅值，T為激勵電壓信號 周期，t為時間，兩組縱振夾心換能器l-7的電壓激勵信號幅值相等、頻率為 縱振夾心換能器1-7自身諧振頻率、相位差為+90°;圖8至圖11是圖2中定 子組件1采用圖7所示交流電壓信號激勵時， 一個完整振動周期內的振型變 化的定子周向展開圖，具體為定子五階彎振模態(tài)的振型變化示意圖，其中圖 8是t^T (n=0，l，2...)時刻的定子振型示意圖、圖9是t-(n+l/4)T (n=0，l，2...) 時刻的定子振型示意圖、圖10是t^n+l/2)T (n=0，l，2...)時刻的定子振型示 意圖、圖11是t^n+3/4)T (n-0,1，2...)時刻的定子振型示意圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一參見圖1~圖11，本實施方式由定子組件1、內側轉子 組件、外側轉子組件、軸承座4、軸承5、軸承預緊端蓋6、第二螺釘組7和 第三螺釘組8組成；所述定子組件1由驅動圓筒1-6和2n個縱振夾心換能器 1-7組成，其中n為大于1的自然數，所述2n個縱振夾心換能器1-7對稱分 布固定連接在所述驅動圓筒1-6側壁外，所述縱振夾心換能器1-7由前端蓋 1-6-2、后端蓋1-1、絕緣套1-2、兩對壓電陶瓷片1-3、法蘭l-4和兩對銅電 極片1-5組成，所述前端蓋1-6-2和后端蓋1-1是截面均為矩形并逐漸變細的 四棱柱體，前端蓋1-6-2和后端蓋1-1的大端面的中心均有一個帶內螺紋的盲 孔，所述法蘭1-4中心的兩端帶有螺柱1-4-1 ，所述法蘭l-4通過所述螺柱1-4-1 分別與前端蓋1-6-2和后端蓋1-1固定連接，兩對壓電陶瓷片1-3分別套在前 端蓋1-6-2和法蘭1-4之間以及法蘭1-4和后端蓋1-1之間的螺柱1-4-1上， 前端蓋1-6-2和壓電陶瓷片1-3之間、每對壓電陶瓷片1-3之間以及后端蓋 1-1和壓電陶瓷片1-3之間分別固定有銅電極片1-5,壓電陶瓷片1-3和銅電 極片1-5與法蘭1-4的螺柱1-4-1之間固定有絕緣套1-2;所述驅動圓筒1-6 由圓筒1-6-1、薄壁環(huán)1-6-3和圓筒法蘭1-6-4組成，所述薄壁環(huán)1-6-3設置在圓筒1-6-1和圓筒法蘭1-6-4之間，所述圓筒1-6-1、薄壁環(huán)1-6-3和圓筒法蘭 1-6-4同軸，圓筒1-6-1的高度與前端蓋1-6-2的高度相等，圓筒1-6-1側壁的 外表面與前端蓋1-6-2的小端面固定連接，圓筒1-6-1內表面加工有連續(xù)梳狀 驅動齒1-6-5;所述內側轉子組件由內側帶軸轉子2-l、內側無軸轉子2-2、 連接鍵2-3、內側橡膠墊2-4、碟形彈簧2-5、鎖緊螺母2-6、脹圈2-7和膨脹 環(huán)2-8組成；所述內側帶軸轉子2-1和內側無軸轉子2-2均為圓臺形，內側帶 軸轉子2-l和內側無軸轉子2-2的細端分別從定子組件1的圓筒1-6-1的上方 和下方嵌入，內側無軸轉子2-2通過連接鍵2-3和內側帶軸轉子2-1連接在一 起，在內側帶軸轉子2-1和內側無軸轉子2-2與圓筒1-6-1相接觸的側面安裝 有脹圈2-7，膨脹環(huán)2-8安裝在脹圈2-7的外表面，在內側無軸轉子2-2的上 端面采用內側橡膠墊2-4、碟形彈簧2-5和鎖緊螺母2-6實現內側轉子組件的 預緊；所述外側轉子組件由外側帶軸轉子3-l、外側無軸轉子3-2、外側橡膠 墊3-4和第一螺釘組3-5組成，所述外側帶軸轉子3-1和外側無軸轉子3-2分 別安裝在定子組件1的上方和下方，并且外側帶軸轉子3-1、外側無軸轉子 3-2和定子圓筒1-6-1同軸，外側橡膠墊3-4安裝在外側帶軸轉子3-1和外側 無軸轉子3-2相接觸的側面之間，并通過第一螺釘組3-5實現外側帶軸轉子 3-1、外側無軸轉子3-2和定子組件1之間的預緊；所述軸承座4通過第二螺 釘組7固定在驅動圓筒1-6的圓筒法蘭1-6-4上，所述內側帶軸轉子2-1通過 軸承5和軸承座4轉動連接，并通過軸承預緊端蓋6和第三螺釘組8實現軸 承5的預緊。當圓筒工作在"階彎振模態(tài)時，所述縱振夾心換能器式圓筒型 雙轉子超聲電機的定子組件所含縱振換能器個數最多為4"，任意兩個縱振換 能器軸線之間的夾角《滿足《=卯、附/"，其中附6{1，2，...，4"-1},所有縱 振換能器分為兩組進行激勵，同組任意兩個縱振換能器之間的夾角《滿足 《=180、附/"，其中附€{1，...，2"-1};可根據實際需要的輸出力矩和尺寸限 制靈活的選擇圓筒定子彎振模態(tài)的階數和換能器個數。
本實施方式所述的縱振夾心換能器1-7采用沿厚度方向極化的壓電陶瓷 片1-3實現縱振夾心換能器1-7的縱向振動;所有縱振夾心換能器1-7分為兩 組進行激勵，如圖7至圖11所示，兩組縱振夾心換能器l-7采用幅值相等、 頻率為自無諧振頻率、相位差為+卯。的交流電壓信號激勵時，利用壓電陶瓷片1-3的縱向振動在縱振夾心換能器1-7中激勵出縱向振動，實現兩組縱振 夾心換能器1-7在圓筒1-6-1上激勵出兩個幅值相等、在時間和空間上均相差 ;r/2的彎振模態(tài)響應，兩個彎振模態(tài)響應疊加在圓筒1-6-1上形成行波，進 而在定子驅動齒1-6-5表面質點產生橢圓運動軌跡，通過定子驅動齒1-6-5和 內側轉子組件之間的摩擦耦合實現內側轉子組件的宏觀運動輸出；而工作在 彎振模態(tài)的定子圓筒會引起縱振夾心換能器1-7的彎曲振動，使得縱振夾心 換能器1-7工作在主動縱振一被動彎振狀態(tài)，后端蓋1-1的小端面上質點產 生橢圓運動軌跡，通過和外側轉子組件的摩擦耦合實現外側轉子組件的宏觀 運動輸出;最終在單一壓電超聲定子上實現了兩種運動輸出；如果調整兩路 激勵信號的相位差為-90°，可以改變行波的方向，最終實現電機轉子組件的 反向運動；通過調整前端蓋1-6-2和后端蓋1-1的兩個端面的面積比值、前端 蓋1-6-2和后端蓋1-1的矩形截面兩邊比值、前端蓋1-6-2和后端蓋1-1的長 度、圓筒1-6-1的內徑尺寸以及圓筒1-6-1的外徑尺寸實現縱振夾心換能器 l-7縱振固有頻率、彎振固有頻率和圓筒1-6-1的彎振固有頻率之間的簡并； 前端蓋1-6-1和后端蓋1-1采用變截面設計起到振動能量的聚斂作用，可提高 驅動齒1-6-5和后端蓋1-1的小端面表面質點的振幅和振速，使得電機性能得 到提高；薄壁環(huán)可以實現彈性支撐和振動隔離，將定子組件與外部零件的聯 接對圓筒1-6-1的彎曲振動模態(tài)的影響程度降到最低；內側轉子組件采用膨 脹結構保證了膨脹環(huán)2-8和驅動齒1-6-5表面的良好接觸;定子組件1和內側 轉子組件之間采用柱面驅動，增加了定子組件1和內側轉子組件的接觸區(qū)域， 可有效的^l高電機的輸出力矩；通過安裝在軸承座4上的軸承5實現了內側 轉子組件的支撐，可降低徑向載荷對電機輸出特性的影響。
具體實施方式
二參見圖5，本實施方式與具體實施方式
一的不同點在 于，所述圓筒1-6-1、前端蓋1-6-2、薄壁環(huán)1-6-3和圓筒法蘭1-6-4采用一整 塊金屬材料加工成驅動圓筒一體件，并且圓筒法蘭1-6-4上加工有若干均布 的螺紋孔1-6-6，所述螺紋孔1-6-6與內側帶軸轉子2-1的輸出軸平行。
本實施方式中將所述圓筒1-6-1、前端蓋1-6-2、薄壁環(huán)1-6-3和圓筒法 蘭1-6-4加工成一體的構件，能夠起到減少能量損失的目的，有利于提高驅 動齒1-6-5表面質點振動軌跡的可控性；所述螺紋孔1-6-6可用于實現電機在機械系統(tǒng)中的安裝。
具體實施方式
三參見圖4，本實施方式與具體實施方式
一的不同點在 于，所述壓電陶瓷片1-3沿厚度方向極化，每對壓電陶瓷片1-3中的兩片壓
電陶瓷片的極化方向相反。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于，所述壓 電陶瓷片1-3、法蘭1-4與壓電陶瓷片1-3相接觸的側面以及銅電極片1-5與 壓電陶瓷片1-2的接觸區(qū)域的橫截面均為矩形或圓形。
本實施方式中的壓電陶瓷片1-3、法蘭1-4與壓電陶瓷片1-3相接觸的側 面以及銅電極片1-5與壓電陶瓷片1-2的接觸區(qū)域的形狀能夠簡化加工工藝。
具體實施方式
五參見圖2，本實施方式與具體實施方式
一的不同點在 于，所述后端蓋1-1的小端加工有錐度相同的上下兩個錐面，且所有后端蓋 1-1的小端所在圓柱面與圓筒1-6-1同軸。
具體i施方式六參見圖1,本實施方式的外側轉子組件在具體實施方 式一的基礎上增加了耐磨襯圈3-3，所述耐磨襯圈3-3設置在外側帶軸轉子 3-1和外側無軸轉子3-2與后端蓋1-1相接觸的側面。
本實施方式的外側轉子表面粘接了耐磨襯圈3-3，耐磨襯圈3-3和后端蓋 1-1的小端面采用錐面接觸，通過定子齒上下兩個錐面實現了外側轉子組件 的定位，實現了無軸承支撐；并增加了接觸區(qū)域，可提高電機輸出力矩，延 長使用壽命，有效的消除噪聲。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
六的不同點在于，所述耐 磨襯圈3-3采用高分子摩擦材料，通過粘貼方式將耐磨襯圈3-3分別粘接在 外側帶軸轉子3-1和外側無軸轉子3-2與定子后端蓋1-1相接觸的側面。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
五或六的不同點在于，所 述耐磨襯圈3-3具有和后端蓋1-1的小端相同的錐度。
具體實施方式
九、參見圖1和圖6,本實施方式與具體實施方式
一的不 同點在于，所述脹圈2-7上開有平行于軸線方向的通槽。
具體實施方式
十、參見圖1和圖6，本實施方式與具體實施方式
一的不 同點在于，所述脹圈2-7內表面具有與內側帶軸轉子2-l、內側無軸轉子2-2 的外表面相同的錐度。
發(fā)明的內容不僅限于上述各具體實施方式
的內容，其中一個或幾個具體 實施方式的組合同樣可以實現發(fā)明目的。
權利要求
1、縱振夾心換能器式圓筒型雙轉子超聲電機，包括定子組件(1)、內側轉子組件、外側轉子組件、軸承座(4)、軸承(5)、軸承預緊端蓋(6)、第二螺釘組(7)和第三螺釘組(8)；所述定子組件(1)包括驅動圓筒(1-6)和2n個縱振夾心換能器(1-7)，其中n為大于1的自然數，所述2n個縱振夾心換能器(1-7)對稱分布固定連接在所述驅動圓筒(1-6)側壁外，所述縱振夾心換能器(1-7)由前端蓋(1-6-2)、后端蓋(1-1)、絕緣套(1-2)、兩對壓電陶瓷片(1-3)、法蘭(1-4)和兩對銅電極片(1-5)組成，所述前端蓋(1-6-2)和后端蓋(1-1)是截面均為矩形并逐漸變細的四棱柱體，前端蓋(1-6-2)和后端蓋(1-1)的大端面的中心均有一個帶內螺紋的盲孔，所述法蘭(1-4)中心的兩端帶有螺柱(1-4-1)，所述法蘭(1-4)通過所述螺柱(1-4-1)分別與前端蓋(1-6-2)和后端蓋(1-1)固定連接，兩對壓電陶瓷片(1-3)分別套在前端蓋(1-6-2)和法蘭(1-4)之間以及法蘭(1-4)和后端蓋(1-1)之間的螺柱(1-4-1)上，前端蓋(1-6-2)和壓電陶瓷片(1-3)之間、每對壓電陶瓷片(1-3)之間以及后端蓋(1-1)和壓電陶瓷片(1-3)之間分別固定有銅電極片(1-5)，壓電陶瓷片(1-3)和銅電極片(1-5)與法蘭(1-4)的螺柱(1-4-1)之間固定有絕緣套(1-2)；所述驅動圓筒(1-6)包括圓筒(1-6-1)、薄壁環(huán)(1-6-3)和圓筒法蘭(1-6-4)，所述薄壁環(huán)(1-6-3)設置在圓筒(1-6-1)和圓筒法蘭(1-6-4)之間，所述圓筒(1-6-1)、薄壁環(huán)(1-6-3)和圓筒法蘭(1-6-4)同軸，圓筒(1-6-1)的高度與前端蓋(1-6-2)的高度相等，圓筒(1-6-1)側壁的外表面與前端蓋(1-6-2)的小端面固定連接，圓筒(1-6-1)內表面加工有連續(xù)梳狀驅動齒(1-6-5)；其特征在于所述內側轉子組件由內側帶軸轉子(2-1)、內側無軸轉子(2-2)、連接鍵(2-3)、內側橡膠墊(2-4)、碟形彈簧(2-5)、鎖緊螺母(2-6)、脹圈(2-7)和膨脹環(huán)(2-8)組成；所述內側帶軸轉子(2-1)和內側無軸轉子(2-2)均為圓臺形，內側帶軸轉子(2-1)和內側無軸轉子(2-2)的細端分別從定子組件(1)的圓筒(1-6-1)的上方和下方嵌入，內側無軸轉子(2-2)通過連接鍵(2-3)和內側帶軸轉子(2-1)連接在一起，在內側帶軸轉子(2-1)和內側無軸轉子(2-2)與圓筒(1-6-1)相接觸的側面安裝有脹圈(2-7)，膨脹環(huán)(2-8)安裝在脹圈(2-7)的外表面，在內側無軸轉子(2-2)的上端面采用內側橡膠墊(2-4)、碟形彈簧(2-5)和鎖緊螺母(2-6)實現內側轉子組件的預緊；所述外側轉子組件由外側帶軸轉子(3-1)、外側無軸轉子(3-2)、外側橡膠墊(3-4)和第一螺釘組(3-5)組成，所述外側帶軸轉子(3-1)和外側無軸轉子(3-2)分別安裝在定子組件(1)的上方和下方，并且外側帶軸轉子(3-1)、外側無軸轉子(3-2)和定子圓筒(1-6-1)同軸，外側橡膠墊(3-4)安裝在外側帶軸轉子(3-1)和外側無軸轉子(3-2)相接觸的側面之間，并通過第一螺釘組(3-5)實現外側帶軸轉子(3-1)、外側無軸轉子(3-2)和定子組件(1)之間的預緊；所述軸承座(4)通過第二螺釘組(7)固定在驅動圓筒(1-6)的圓筒法蘭(1-6-4)上，所述內側帶軸轉子(2-1)通過軸承(5)和軸承座(4)轉動連接，并通過軸承預緊端蓋(6)和第三螺釘組(8)實現軸承(5)的預緊。
2、 輝據權利要求1所述的縱振夾心換能器式圓筒型雙轉子超聲電機，其 特征在于所述圓筒(l-6-l)、前端蓋(l-6-2)、薄壁環(huán)(l-6-3)和圓筒法蘭(l-6-4)采 用一整塊金屬材料加工成驅動圓筒一體件，并且圓筒法蘭(l-6-4)上加工有若干 均布的螺紋孔(l-6-6),所述螺紋孔(l-6-6)與內側帶軸轉子(2-l)的輸出軸平行。
3、 根據權利要求1所述的縱振夾心換能器式圓筒型雙轉子超聲電機，其 特征在于所述壓電陶瓷片(l-3)沿厚度方向極化，每對壓電陶瓷片(l-3)中的兩片 壓電陶瓷片的極化方向相反。
4、 根據權利要求1所述的縱振夾心換能器式圓筒型雙轉子超聲電機，其 特征在于所述壓電陶瓷片(l-3)、法蘭(l-4)與壓電陶瓷片(l-3)相接觸的側面以及 銅電極片(l-5)與壓電陶瓷片(l-3)的接觸區(qū)域的橫截面均為矩形或圓形。
5、 根據權利要求1所述的縱振夾心換能器式圓筒型雙轉子超聲電機，其 特征在于所述后端蓋(l-l)的小端加工有錐度相同的上下兩個錐面，且所有后端 蓋(l-l)的小端所在圓柱面與圓斷l(xiāng)-6-l)同軸。
6、 根據權利要求1所述的縱振夾心換能器式圓筒型雙轉子超聲電機，其 特征在于所述外側轉子組件還包括耐磨襯圈(3-3),耐磨襯圈(3-3)設置在外側帶 軸轉子(3-l)和外側無軸轉子(3-2)與后端蓋(l-l)相接觸的側面。
7、 根據權利要求6所述的縱振夾心換能器式圓筒型雙轉子超聲電機，其 特征在于所述耐磨襯圈(3-3)采用高分子摩擦材料，通過粘貼方式將耐磨襯圈 (3-3)分別粘接在外側帶軸轉子(3-l)和外側無軸轉子(3-2)與定子后端蓋(l-l)相 接觸的側面。
8、 根據權利要求5或6所述的縱振夾心換能器式圓筒型雙轉子超聲電機， 其特征在于所述耐磨襯圈(3-3)具有和后端蓋(l-l)的小端相同的錐度。
9、 根據權利要求1所述的縱振夾心換能器式圓筒型雙轉子超聲電機，其 特征在于所述脹圈(2-7)上開有平行于軸線方向的通槽。
10、 根據權利要求1所述的縱振夾心換能器式圓筒型雙轉子超聲電機，其 特征在于所述脹圈(2-7)內表面具有與內側帶軸轉子(2-l)、內側無軸轉子(2-2) 的外表面相同的錐度。
全文摘要
縱振夾心換能器式圓筒型雙轉子超聲電機，它涉及壓電超聲電機技術領域，以解決現有超聲電機存在的機械輸出能力受制約以及單個定子只能實現單一運動輸出的問題。本發(fā)明的縱振夾心換能器式圓筒型雙轉子超聲電機，包括定子組件、內側轉子組件、外側轉子組件、軸承座、軸承、軸承預緊端蓋；圓筒內表面加工有連續(xù)梳狀驅動齒；內側帶軸轉子和內側無軸轉子為圓臺形，它們的細端分別從定子圓筒的下方和上方嵌入；外側帶軸轉子和外側無軸轉子分別安裝在定子組件的上方和下方，外側帶軸轉子和外側無軸轉子與定子后端蓋相接觸的側面分別固定有耐磨襯圈；內側帶軸轉子通過軸承和軸承座轉動聯接。本發(fā)明可以應用到超聲電機制作領域。
文檔編號H02N2/00GK101304223SQ20081006487
公開日2008年11月12日 申請日期2008年7月7日 優(yōu)先權日2008年7月7日
發(fā)明者劉軍考, 劉英想, 石勝君, 濤 謝, 陳維山 申請人:哈爾濱工業(yè)大學