專利名稱：一種壓電馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種馬達(dá)，尤其是涉及一種主要用于小型便攜電子產(chǎn)品的微型化 的壓電馬達(dá)。
背景技術(shù)：
壓電馬達(dá)作為一種全新的驅(qū)動(dòng)器，以低速大轉(zhuǎn)矩、大靜態(tài)保持力矩、響應(yīng)速度快、 體積重量小、結(jié)構(gòu)簡單以及無電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，并在眾多領(lǐng)域得到 了應(yīng)用。壓電馬達(dá)可以有直線輸出或旋轉(zhuǎn)輸出，在現(xiàn)有的技術(shù)中的具有直線輸出的壓電馬 達(dá)中，一般都是在壓電元件表面制作電極，這種結(jié)構(gòu)雖易于制作和操作，但卻存在著壓電元 件的工作效率較低，需要較大的工作驅(qū)動(dòng)電壓，不利于壓電馬達(dá)的推廣應(yīng)用。有關(guān)線性壓電 馬達(dá)的技術(shù)已有一些報(bào)道公開號(hào)為CN101741277A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種直線型壓電馬達(dá)，包括有底 座、定子和滑塊，滑塊的底部通過軸承支撐，定子為環(huán)形定子，包括有圓環(huán)金屬塊和圓環(huán)壓 電陶瓷，金屬塊上還設(shè)置有和滑塊相抵的金屬驅(qū)動(dòng)角，壓電陶瓷沿圓周等間隔地設(shè)置有4m 個(gè)分區(qū)，m為正整數(shù)，每兩個(gè)相鄰的分區(qū)為一組電極且極化方向相同，相鄰兩組電極的極化 方向相反，金屬驅(qū)動(dòng)角設(shè)置在任意一組電極上，壓電陶瓷的所有分區(qū)的一半連接有激勵(lì)電 壓，連接有激勵(lì)電壓的分區(qū)為沿壓電陶瓷的圓周間隔設(shè)置。公告號(hào)為CN201398155的實(shí)用新型專利提供了一種直線壓電馬達(dá)，包括定子組件 和動(dòng)子組件，定子組件由振動(dòng)桿以及粘貼于振動(dòng)桿兩端的壓電陶瓷塊a和壓電陶瓷塊b構(gòu) 成；動(dòng)子組件為一夾持在振動(dòng)桿上的摩擦卡合構(gòu)件；在壓電陶瓷塊a和壓電陶瓷塊b的兩 端分別涂覆有電極；定子組件與動(dòng)子組件相互接觸并可在一定推力下滑動(dòng)。當(dāng)對(duì)壓電馬達(dá) 通入超聲頻率范圍內(nèi)一定的交變電壓時(shí)，電機(jī)的定子產(chǎn)生超聲振動(dòng)，通過摩擦力驅(qū)動(dòng)摩擦 卡合構(gòu)件20運(yùn)動(dòng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可提高壓電馬達(dá)的工作效率，降低工作驅(qū)動(dòng)電壓的 壓電馬達(dá)。本實(shí)用新型設(shè)有固定架、壓電元件、摩擦副和摩擦副預(yù)緊件；壓電元件設(shè)于固定架 上，摩擦副設(shè)有主動(dòng)摩擦件和被動(dòng)摩擦件，主動(dòng)摩擦件設(shè)于陶瓷壓電元件上，被動(dòng)摩擦件設(shè) 于固定架上且與主動(dòng)摩擦件摩擦配合；壓電元件設(shè)有陶瓷基體和電極，陶瓷基體的形狀為 花鍵軸形狀，花鍵軸形狀的陶瓷基體設(shè)有至少4個(gè)齒槽，在每個(gè)齒槽中均設(shè)電極，所述摩擦 副預(yù)緊件設(shè)于固定架上并壓緊陶瓷壓電元件。所述固定架可設(shè)有底座和壓板，底座上設(shè)有陶瓷壓電元件支架，陶瓷壓電元件支 架用于支撐陶瓷壓電元件，壓板位于支架上方，壓板用于壓觸陶瓷壓電元件。所述陶瓷基體的形狀為花鍵軸形狀可為圓柱式花鍵軸或棱柱式花鍵軸等幾何形 狀的花鍵軸。[0009]所述花鍵軸形狀的陶瓷基體設(shè)有至少4η個(gè)齒槽，η為整數(shù)。所述電極最好涂覆在齒槽內(nèi)表面。所述主動(dòng)摩擦件可由滾珠、短圓棒等能與被動(dòng)摩擦件進(jìn)行微小面積接觸的耐磨材 料制成，主動(dòng)摩擦件與所述陶瓷基體粘結(jié)。所述被動(dòng)摩擦件最好為滾針狀摩擦件或平面桿狀摩擦件，被動(dòng)摩擦件通過滾珠軸 承安裝在設(shè)于底座上的限位槽中。所述滾珠軸承設(shè)有平行布置的2排滾珠，2排滾珠分別置 于底座上所設(shè)的平行對(duì)稱的滾珠槽中，每排滾珠設(shè)有至少3粒滾珠，2排滾珠的各粒滾珠均 與滾針狀摩擦件滾動(dòng)摩擦配合。所述限位槽為徑向限位槽，徑向限位槽最好由前后2個(gè)同 軸布置的圓弧形槽構(gòu)成，徑向限位槽用于被動(dòng)摩擦件的徑向限位和軸向直線移動(dòng)。所述摩擦副預(yù)緊件最好為彈簧片，彈簧片最好通過壓板壓緊所述陶瓷壓電元件。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型將陶瓷基體的形狀制為花鍵軸形狀，將電極設(shè)于各 齒槽中，這種結(jié)構(gòu)的壓電元件可以有效提高壓電陶瓷的極化面積，進(jìn)而提高壓電馬達(dá)的工 作效率，在輸出相同力量的情況下，可以使用較低的電壓實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)分解示意圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1的壓電元件的結(jié)構(gòu)示意圖(圓柱式，4個(gè)齒槽)。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2的壓電元件的結(jié)構(gòu)示意圖(圓柱式，8個(gè)齒槽)。圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例3的壓電元件的結(jié)構(gòu)示意圖(8棱柱式，4個(gè)齒槽)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1參見圖1 3，本實(shí)用新型設(shè)有固定架(包括底座11和壓板12)、壓電元件2、摩擦 副(包括主動(dòng)摩擦件31和被動(dòng)摩擦件32)和彈簧片4。底座11上設(shè)有2塊U字形的陶瓷壓電元件支架111，陶瓷壓電元件支架111夾持 在陶瓷壓電元件2的節(jié)點(diǎn)位置上，壓板12位于陶瓷壓電元件支架111上方，壓板12壓觸陶 瓷壓電元件2并夾持在陶瓷壓電元件2的節(jié)點(diǎn)位置上。彈簧片4 一端固于底座11上，另一 端壓在壓板12上，使壓板12壓緊陶瓷壓電元件2。壓電元件2設(shè)有陶瓷基體21和4個(gè)電 極22，主動(dòng)摩擦件31采用滾珠(也可為短圓棒等)，滾珠31與陶瓷基體21粘結(jié)。被動(dòng)摩 擦件32采用滾針狀摩擦件(也可為平面桿狀摩擦件)，被動(dòng)摩擦件32通過滾珠軸承安裝在 設(shè)于底座11上的限位槽113中。滾珠軸承設(shè)有平行布置的2排滾珠，每排滾珠設(shè)有3粒滾 珠5，2排滾珠分別置于底座11上所設(shè)的平行對(duì)稱的滾珠槽112中，每粒滾珠5均與被動(dòng)摩 擦件32滾動(dòng)摩擦配合，滾珠5可減小被動(dòng)摩擦件32滑移時(shí)的摩擦力。限位槽113由前后2個(gè)軸向布置的圓弧形槽構(gòu)成，工作時(shí)，主動(dòng)摩擦件31帶動(dòng)被 動(dòng)摩擦件32，被動(dòng)摩擦件32在限位槽113中只作軸向直線移動(dòng)。陶瓷基體21的形狀為圓柱式花鍵軸形狀，陶瓷基體21設(shè)有4個(gè)齒槽211，在4個(gè) 齒槽211中均設(shè)有電極22 (構(gòu)成二對(duì)電極)，各電極22是涂覆于齒槽211的內(nèi)表面上。對(duì)壓電陶瓷馬達(dá)進(jìn)行極化時(shí)，在其中相對(duì)的一 電極通入高壓直流電，另外一對(duì)
4電極接地，以此對(duì)馬達(dá)進(jìn)行極化。驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷馬達(dá)時(shí)，在其中一對(duì)電極上接入的激勵(lì)信號(hào) 為Vsin ω t、_Vsin ω t，另外一對(duì)電極接入Vcos ω t、_Vcos ω t，由此組成兩對(duì)具有90°相位 差的交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)電場(chǎng)方向與極化方向一致時(shí)，陶瓷沿極化方向伸長，同時(shí)陶瓷棒沿 長度方向縮短，反之，陶瓷沿極化方向縮短，同時(shí)陶瓷棒沿長度方向伸長。由于輸入的驅(qū)動(dòng) 電壓信號(hào)是具有90°相位差的兩組脈沖信號(hào)，所以陶瓷棒在正交的兩個(gè)方向上產(chǎn)生交替的 形變，最終使粘結(jié)在陶瓷基體上的主動(dòng)摩擦件31做橢圓運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)被動(dòng)摩擦件32做直線運(yùn) 動(dòng)。本實(shí)用新型陶瓷基體21所設(shè)齒槽211的數(shù)量可根據(jù)需要變化，為4的整數(shù)倍數(shù)量 均可。實(shí)施例2參見圖4，與實(shí)施例1類似，區(qū)別僅在于陶瓷壓電元件2’的陶瓷基體2r上設(shè)有8 個(gè)齒槽211’，在8個(gè)齒槽211’中均對(duì)稱設(shè)有電極22’(構(gòu)成四對(duì)電極)。標(biāo)號(hào)31’為滾珠 (主動(dòng)摩擦件)。實(shí)施例3參見圖5，與實(shí)施例1和2類似，區(qū)別僅在于陶瓷壓電元件2”的陶瓷基體21”為 8棱柱式花鍵軸形狀。在陶瓷基體21”的8個(gè)側(cè)邊上均設(shè)有齒槽211”，在8個(gè)齒槽211”中 均對(duì)稱設(shè)有電極22” (構(gòu)成四對(duì)電極)。標(biāo)號(hào)31”為滾珠(主動(dòng)摩擦件)。
權(quán)利要求一種壓電馬達(dá)，其特征在于設(shè)有固定架、壓電元件、摩擦副和摩擦副預(yù)緊件；壓電元件設(shè)于固定架上，摩擦副設(shè)有主動(dòng)摩擦件和被動(dòng)摩擦件，主動(dòng)摩擦件設(shè)于陶瓷壓電元件上，被動(dòng)摩擦件設(shè)于固定架上且與主動(dòng)摩擦件摩擦配合；壓電元件設(shè)有陶瓷基體和電極，陶瓷基體的形狀為花鍵軸形狀，花鍵軸形狀的陶瓷基體設(shè)有至少4個(gè)齒槽，在每個(gè)齒槽中均設(shè)電極，所述摩擦副預(yù)緊件設(shè)于固定架上，并壓緊陶瓷壓電元件。
2.如權(quán)利要求1所述的一種壓電馬達(dá)，其特征在于固定架設(shè)有底座和壓板，底座上設(shè) 有陶瓷壓電元件支架，陶瓷壓電元件支架支撐陶瓷壓電元件，壓板位于支架上方，壓板壓觸 陶瓷壓電元件。
3.如權(quán)利要求1所述的一種壓電馬達(dá)，其特征在于所述花鍵軸形狀是圓柱式花鍵軸形 狀或棱柱式花鍵軸形狀。
4.如權(quán)利要求1所述的一種壓電馬達(dá)，其特征在于所述花鍵軸形狀的陶瓷基體設(shè)有至 少4η個(gè)齒槽，η為整數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種壓電馬達(dá)，其特征在于所述電極涂覆在齒槽內(nèi)表面。
6.如權(quán)利要求1所述的一種壓電馬達(dá)，其特征在于所述主動(dòng)摩擦件采用滾珠或短圓 棒，主動(dòng)摩擦件與所述陶瓷基體粘結(jié)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種壓電馬達(dá)，其特征在于所述被動(dòng)摩擦件為滾針狀摩擦件或 平面桿狀摩擦件，被動(dòng)摩擦件通過滾珠軸承安裝在設(shè)于底座上的限位槽中。
8.如權(quán)利要求7所述的一種壓電馬達(dá)，其特征在于所述滾珠軸承設(shè)有平行布置的2排 滾珠，2排滾珠分別置于底座上所設(shè)的平行對(duì)稱的滾珠槽中，每排滾珠設(shè)有至少3粒滾珠，2 排滾珠的各粒滾珠均與滾針狀摩擦件滾動(dòng)摩擦配合。
9.如權(quán)利要求7所述的一種壓電馬達(dá)，其特征在于所述限位槽為徑向限位槽，徑向限 位槽由前后2個(gè)同軸布置的圓弧形槽構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1所述的一種壓電馬達(dá)，其特征在于所述摩擦副預(yù)緊件為彈簧片。
專利摘要一種壓電馬達(dá)，涉及一種馬達(dá)。提供一種可提高壓電馬達(dá)的工作效率，降低工作驅(qū)動(dòng)電壓的壓電馬達(dá)。設(shè)有固定架、壓電元件、摩擦副和摩擦副預(yù)緊件；壓電元件設(shè)于固定架上，摩擦副設(shè)有主動(dòng)摩擦件和被動(dòng)摩擦件，主動(dòng)摩擦件設(shè)于陶瓷壓電元件上，被動(dòng)摩擦件設(shè)于固定架上且與主動(dòng)摩擦件摩擦配合；壓電元件設(shè)有陶瓷基體和電極，陶瓷基體的形狀為花鍵軸形狀，花鍵軸形狀的陶瓷基體設(shè)有至少4個(gè)齒槽，在每個(gè)齒槽中均設(shè)電極，所述摩擦副預(yù)緊件設(shè)于固定架上并壓緊陶瓷壓電元件。
文檔編號(hào)H02N2/02GK201742322SQ20102027161
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者楊喜聰, 舒明冬 申請(qǐng)人:海德星科技(廈門)有限公司