本發(fā)明屬于壓電超聲電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
壓電超聲電機(jī)是一種利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，在彈性體中激勵出超聲頻段內(nèi)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(zhì)點運(yùn)動，進(jìn)而通過定子、轉(zhuǎn)子之間的摩擦耦合將質(zhì)點的微觀運(yùn)動轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子的宏觀運(yùn)動，具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計靈活、低速大轉(zhuǎn)矩/推力、功率/力矩密度高、定位精度高、響應(yīng)速度快、斷電自鎖、無電磁干擾且不受電磁干擾等優(yōu)點。公開號為CN101630924、發(fā)明名稱為“T型直線超聲電機(jī)振子”的專利申請中，首次提出了一種T型單足直線壓電超聲電機(jī)振子，采用水平夾心換能器和豎直夾心換能器縱向振動的復(fù)合實現(xiàn)了驅(qū)動足處橢圓軌跡振動的高效激勵，具有機(jī)電耦合效率高、可實現(xiàn)大推力輸出、性能穩(wěn)定、易于控制、可系列化生產(chǎn)的優(yōu)點；但是，其三個后端蓋處的振動能量并沒有用于致動輸出，存在振動能量的閑置浪費(fèi)問題；此外，該電機(jī)需要采用兩相交流電壓進(jìn)行激勵，豎直換能器用于實現(xiàn)驅(qū)動足處豎直方向振動的激勵，水平換能器用于實現(xiàn)驅(qū)動足處水平方向振動的激勵，激勵方法較為復(fù)雜，驅(qū)動電源也較為復(fù)雜，豎直換能器和水平換能器上均產(chǎn)生的明顯的耦生彎振，振動耦合現(xiàn)象十分明顯。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有T型直線超聲電機(jī)振子中存在的振動能量閑置浪費(fèi)、驅(qū)動方法復(fù)雜以及存在振動耦合的問題，現(xiàn)提供貼片式T型雙足直線壓電超聲電機(jī)振子。貼片式T型雙足直線壓電超聲電機(jī)振子，它包括基體和兩片壓電陶瓷片；所述基體包括：縱梁、橫梁和兩個變幅桿；所述橫梁的形狀為長方體；所述變幅桿為截面逐漸變小的塊體，縱梁的一端垂直固定在橫梁的一個側(cè)面上，使得縱梁和橫梁構(gòu)成T型結(jié)構(gòu)；所述橫梁的兩端分別設(shè)有變幅桿，變幅桿的大端與橫梁固定連接；兩個壓電陶瓷片分別固定在橫梁的上、下表面上；所述兩片壓電陶瓷片均沿厚度方向極化，且兩片壓電陶瓷片的極化方向相反；橫梁1-2與驅(qū)動電源的公共端連接，兩片壓電陶瓷片2的外表面均與驅(qū)動信號連接。上述基體為一體式結(jié)構(gòu)。上述兩個壓電陶瓷片的形狀完全相同，并且所述壓電陶瓷片的橫截面的面積小于等于該壓電陶瓷片所在橫梁表面的面積。本發(fā)明所述的貼片式T型雙足直線壓電超聲電機(jī)振子，工作時只采用單相交流電壓信號進(jìn)行激勵，激勵方法十分簡單，通過壓電陶瓷片的伸縮振動實現(xiàn)壓電金屬復(fù)合梁的縱向振動的激勵；實際工作時，縱梁的下端和外部基座固定連接，這使得本發(fā)明中的振子中復(fù)合梁的縱向振動的振型(參見圖2)相對于自由梁縱向振動振型(參見圖3)產(chǎn)生了明顯的變化。對于自由梁縱向振動而言，變幅桿末端的振動位移為沿梁軸線方向；而對于本發(fā)明中的振子中復(fù)合梁的縱向振動而言，由于縱梁采用了固定的邊界條件，變幅桿末端的振動位移不僅有軸向分量，同時有橫向分量；變幅桿末端的橫向分量可以用于推動動子實現(xiàn)直線運(yùn)動輸出，而軸向分量則用來克服動子和振子之間的預(yù)壓力，參見圖4。本發(fā)明所述的貼片式T型雙足直線壓電超聲電機(jī)振子，兩側(cè)變幅桿都可以用于致動輸出，能量利用率高，不存在振動能量的閑置浪費(fèi)問題；此外，只采用一個橫梁的縱向振動實現(xiàn)了變幅桿末端斜線軌跡振動的激勵，不存在振動耦合問題，有利于提高能量的轉(zhuǎn)換效率，也使得結(jié)構(gòu)得到了很大程度上的簡化，加工裝配也十分簡單；變幅桿采用變截面設(shè)計可以起到振動能量的聚斂作用，可提高驅(qū)動足表面質(zhì)點的振幅和振速，使得電機(jī)性能得到提高。本發(fā)明所述的貼片式T型雙足直線壓電超聲電機(jī)振子，兩側(cè)變幅桿都能夠用于致動輸出，能量利用率高，不存在振動能量的閑置浪費(fèi)問題；此外，本發(fā)明只采用一個橫梁的縱向振動實現(xiàn)了變幅桿末端斜線軌跡振動的激勵，不存在振動耦合問題，有利于提高能量的轉(zhuǎn)換效率，也使得結(jié)構(gòu)得到了很大程度上的簡化，加工裝配也十分簡單；變幅桿采用變截面設(shè)計可以起到振動能量的聚斂作用，可提高驅(qū)動足表面質(zhì)點的振幅和振速，使得電機(jī)性能得到提高。此外，采用貼片結(jié)構(gòu)設(shè)計使得本發(fā)明的超聲電機(jī)振子加工裝配工藝十分簡單，適用于微小型壓電超聲電機(jī)的制作。本發(fā)明所述的貼片式T型雙足直線壓電超聲電機(jī)振子，通過采用固定邊界條件的方法實現(xiàn)了單縱振換能器雙側(cè)驅(qū)動足直線致動輸出的功能，結(jié)構(gòu)簡單，加工裝配十分簡便，激勵方法簡單，能量利用率高，且易于實現(xiàn)微型化和集成化。附圖說明圖1是本發(fā)明所述的貼片式T型雙足直線壓電超聲電機(jī)振子的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所述的貼片式T型雙足直線壓電超聲電機(jī)振子在工作時，所利用的振動模態(tài)的振型圖；圖3為自由邊界條件下壓電換能器縱向振動模態(tài)的振型圖；圖4為圖1所示振子工作時驅(qū)動動子實現(xiàn)直線運(yùn)動的工作原理示意圖，圖中橫向箭頭表示沿水平方向施加預(yù)壓力，縱向箭頭表示動子沿豎直方向運(yùn)動。具體實施方式具體實施方式一：參照圖1具體說明本實施方式，本實施方式所述的貼片式T型雙足直線壓電超聲電機(jī)振子，它包括基體1和兩片壓電陶瓷片2；所述基體1包括：縱梁1-1、橫梁1-2和兩個變幅桿1-3；所述橫梁1-2的形狀為長方體；所述變幅桿1-3為截面逐漸變小的塊體，縱梁1-1的一端垂直固定在橫梁1-2的一個側(cè)面上，使得縱梁1-1和橫梁1-2構(gòu)成T型結(jié)構(gòu)；所述橫梁1-2的兩端分別設(shè)有變幅桿1-3，變幅桿1-3的大端與橫梁1-2固定連接；兩個壓電陶瓷片2分別固定在橫梁1-2的上、下表面上；所述兩片壓電陶瓷片2均沿厚度方向極化，且兩片壓電陶瓷片2的極化方向相反。本實施方式的貼片式T型雙足直線壓電超聲電機(jī)振子在應(yīng)用的時候，橫梁1-2與驅(qū)動電源的公共端連接，兩片壓電陶瓷片2的外表面均與驅(qū)動信號連接。本實施方式中，只采用了兩片壓電陶瓷片2，采用單相交流信號激勵即可實現(xiàn)橫梁的縱向振動，進(jìn)而實現(xiàn)了變幅桿末端斜線軌跡振動的激勵，驅(qū)動方式簡單、且不存在振動耦合問題。具體實施方式二：本實施方式是對具體實施方式一所述的貼片式T型雙足直線壓電超聲電機(jī)振子作進(jìn)一步說明，本實施方式中，所述基體1為一體式結(jié)構(gòu)。本實施方式中，所述縱梁1-1、橫梁1-2和兩個變幅桿1-3為一體件，這樣可以簡化加工與裝配工藝。具體實施方式三：本實施方式是對具體實施方式一或二所述的貼片式T型雙足直線壓電超聲電機(jī)振子作進(jìn)一步說明，本實施方式中，所述兩個壓電陶瓷片2的形狀完全相同，并且所述壓電陶瓷片2的橫截面的面積小于等于該壓電陶瓷片2所在橫梁1-2表面的面積。本實施方式中，所述壓電陶瓷片2為橫截面積小于等于橫梁1-2橫截面積的塊體，這樣有利于縱向振動的高效激勵。