本實用新型涉及電機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲波電機(jī)。

背景技術(shù)：

超聲波電機(jī)是基于功能陶瓷的超聲波頻率的振動來實現(xiàn)驅(qū)動的驅(qū)動器，一般由振動體(相當(dāng)于傳統(tǒng)電0機(jī)中的定子，由壓電陶瓷和金屬彈性材料制成)和移動體(相當(dāng)于傳統(tǒng)電機(jī)中的轉(zhuǎn)子，由彈性體和摩擦材料及塑料等制成)組成。在振動體的壓電陶瓷振子上加高頻交流電壓時，利用逆壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)使定子在超聲頻段(頻率為20千赫茲以上)產(chǎn)生微觀機(jī)械振動，并將這種振動通過共振放大和摩擦耦合變換成旋轉(zhuǎn)或直線型運動。

為了實現(xiàn)超聲波電機(jī)的轉(zhuǎn)動，超聲波電機(jī)的轉(zhuǎn)子需要給定子圈上的壓電陶瓷提供一定的夾持力，才能隨著定子圈的微觀機(jī)械振動而旋轉(zhuǎn)。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中提出一種超聲波電機(jī)，包括定子01以及分別設(shè)置在定子01兩側(cè)表面的上轉(zhuǎn)子02和下轉(zhuǎn)子03；下轉(zhuǎn)子03靠近定子01一側(cè)的表面上設(shè)置有軸04，軸04上設(shè)置有螺紋。定子01和上轉(zhuǎn)子02均套設(shè)在軸04上，螺母05旋緊后可使轉(zhuǎn)子對定子01產(chǎn)生一定的夾持力，確保定子01產(chǎn)生振動時能夠使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。

但是，現(xiàn)有技術(shù)的超聲波電機(jī)在裝配時，軸04穿過定子01，再從上轉(zhuǎn)子02中心的通孔中穿出，然后利用十字螺絲刀固定住軸04，通過扳手旋緊螺母05，從而實現(xiàn)該超聲波電機(jī)的裝配固定，但該電機(jī)的裝配耗時超過一分鐘，不具備批量生產(chǎn)性，另外軸04為了保證絕緣性能，一般選擇塑料材質(zhì)，在塑料材質(zhì)的軸04上加工十字槽，并機(jī)加螺紋時，軸04在加工過程中有可能會出現(xiàn)與下轉(zhuǎn)子03脫開的情況，導(dǎo)致軸04的可靠性低，且加工工藝復(fù)雜。而若采用塑膠包塑金屬螺桿的方法來生產(chǎn)軸04，軸04自身的強(qiáng)度有所增加，但同樣存在加工工藝復(fù)雜的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的實施例提供一種超聲波電機(jī)，該超聲波電機(jī)的組裝效率高、加工難度低且可靠性高。

為達(dá)到上述目的，本實用新型的實施例提供了一種超聲波電機(jī)，包括下轉(zhuǎn)子，所述下轉(zhuǎn)子的一側(cè)表面的中心設(shè)有裝配軸，所述裝配軸上套設(shè)有定子和上轉(zhuǎn)子，且所述定子位于所述上轉(zhuǎn)子和所述下轉(zhuǎn)子之間；所述上轉(zhuǎn)子遠(yuǎn)離所述定子的一側(cè)表面設(shè)有彈片，所述裝配軸遠(yuǎn)離所述下轉(zhuǎn)子的一端設(shè)有沿徑向方向延伸的卡塊，所述彈片上開設(shè)有允許所述裝配軸和所述卡塊穿過的裝配孔，所述彈片處于自由狀態(tài)時，所述卡塊與所述下轉(zhuǎn)子之間的間隙小于所述彈片與所述下轉(zhuǎn)子之間的間隙，當(dāng)所述卡塊穿出所述裝配孔并相對于所述彈片轉(zhuǎn)動后，所述卡塊可向靠近所述下轉(zhuǎn)子的方向擠壓所述彈片。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型實施例提供的超聲波電機(jī)，裝配軸上設(shè)置有卡塊的一端依次穿過定子和上轉(zhuǎn)子，并從彈片上的裝配孔中穿出后，卡塊相對于彈片轉(zhuǎn)動一定角度，可使卡塊靠近彈片的一側(cè)表面擠壓彈片，此時彈片會產(chǎn)生朝向下轉(zhuǎn)子的形變，由于該超聲波電機(jī)在使用過程中定子處于固定狀態(tài)，因此彈片形變后產(chǎn)生的回復(fù)力會將上轉(zhuǎn)子壓向定子，同時，彈片形變后產(chǎn)生的回復(fù)力會通過裝配軸傳遞至下轉(zhuǎn)子，使下轉(zhuǎn)子向定子所在位置擠壓，從而使該超聲波電機(jī)的下轉(zhuǎn)子和上轉(zhuǎn)子對定子產(chǎn)生一定的夾持力，以便于定子將振動傳遞，以使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。該超聲波電機(jī)在組裝時，將定子和上轉(zhuǎn)子依次套設(shè)在裝配軸上，然后使卡塊相對于彈片轉(zhuǎn)動一定角度后與彈片接觸并擠壓彈片即可，組裝所需時間短。且由于該超聲波電機(jī)無需在裝配軸上額外進(jìn)行加工，因而不會降低裝配軸的強(qiáng)度且加工難度低。

在第一種可能實現(xiàn)的方式中，結(jié)合第一方面，彈片上開設(shè)有限位孔，卡塊朝向彈片的一側(cè)表面上設(shè)置有限位凸起，限位凸起隨卡塊相對于彈片轉(zhuǎn)動后，可使限位凸起卡接于限位孔內(nèi)，以阻止卡塊相對于彈片的轉(zhuǎn)動。卡塊轉(zhuǎn)動一定角度后，限位凸起卡合于限位孔內(nèi)，使得卡塊不能相對于彈片轉(zhuǎn)動，可避免該超聲波電機(jī)在使用過程中出現(xiàn)卡塊相對于彈片轉(zhuǎn)動至裝配孔處，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子對定子的夾持力消失，甚至于從裝配軸上脫離。

在第二種可能實現(xiàn)的方式中，結(jié)合第一方面的第一種可能實現(xiàn)的方式，裝配孔的形狀與卡塊和裝配軸沿徑向方向的截面形狀相適應(yīng)。從而盡可能地減小彈片上的開孔面積，從而確保彈片受到擠壓后能夠產(chǎn)生足夠的回彈力作用于定子和轉(zhuǎn)子上。

在第三種可能實現(xiàn)的方式中，結(jié)合第一方面的第二種可能實現(xiàn)的方式，裝配孔的延伸方向與限位孔沿的延伸方向垂直。

在第四種可能實現(xiàn)的方式中，結(jié)合第一方面，沿裝配軸的同一橫截面圓周上間隔設(shè)置有多個卡塊。降低了卡塊的疲勞程度，避免卡塊與裝配軸在使用過程中脫開，從而確保了該超聲波電機(jī)的使用壽命。

在第五種可能實現(xiàn)的方式中，結(jié)合第一方面的第四種可能實現(xiàn)的方式，多個卡塊均勻分布于裝配軸上。使彈片形變對定子和轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的夾持力均勻分布，確保了該超聲波電機(jī)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

在第六種可能實現(xiàn)的方式中，結(jié)合第一方面的第五種可能實現(xiàn)的方式，卡塊為沿裝配軸的徑向方向延伸的矩形卡塊。

在第七種可能實現(xiàn)的方式中，結(jié)合第一方面的第六種可能實現(xiàn)的方式，裝配軸上設(shè)置有兩塊卡塊。

在第八種可能實現(xiàn)的方式中，結(jié)合第一方面的第一種可能實現(xiàn)的方式，限位凸起靠近裝配軸的一側(cè)與裝配軸貼合固定。限位凸起不止與卡塊連接，還與裝配軸連接，不易脫落，確保了該超聲波電機(jī)的穩(wěn)定工作。

在第九種可能實現(xiàn)的方式中，結(jié)合第一方面的第一種可能實現(xiàn)的方式，卡塊、限位凸起以及裝配軸一體成型。一體成型避免了連接工藝，減少了工藝步驟且增加了各結(jié)構(gòu)之間的連接強(qiáng)度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中超聲波電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的一種超聲波電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的一種超聲波電機(jī)的上轉(zhuǎn)子和彈片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型實施例提供的一種超聲波電機(jī)的下轉(zhuǎn)子和裝配軸的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4的I部放大圖；

圖6為本實用新型實施例提供的一種超聲波電機(jī)組裝時裝配軸配合穿過裝配孔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實用新型實施例提供的一種超聲波電機(jī)組裝時卡塊相對于彈片轉(zhuǎn)動的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

本實用新型的實施例所應(yīng)用的超聲波電機(jī)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖2至圖5所示，包括下轉(zhuǎn)子1，下轉(zhuǎn)子1的一側(cè)表面的中心設(shè)有裝配軸2，裝配軸2上套設(shè)有定子3和上轉(zhuǎn)子4，且定子3位于上轉(zhuǎn)子4和下轉(zhuǎn)子1之間；上轉(zhuǎn)子4遠(yuǎn)離定子3的一側(cè)表面設(shè)有彈片5，裝配軸2遠(yuǎn)離下轉(zhuǎn)子1的一端設(shè)有沿徑向方向延伸的卡塊6，彈片5上開設(shè)有允許裝配軸2和卡塊6穿過的裝配孔51，彈片5處于自由狀態(tài)時，卡塊6與下轉(zhuǎn)子1之間的間隙小于彈片5與下轉(zhuǎn)子1之間的間隙，當(dāng)卡塊6穿出裝配孔51并相對于彈片5轉(zhuǎn)動后，卡塊6可向靠近下轉(zhuǎn)子1的方向擠壓彈片5。

本實用新型實施例提供的超聲波電機(jī)，裝配軸2上設(shè)置有卡塊6的一端依次穿過定子3和上轉(zhuǎn)子4，并從彈片5上的裝配孔51中穿出后，卡塊6相對于彈片5轉(zhuǎn)動一定角度，可使卡塊6靠近彈片5的一側(cè)表面擠壓彈片5，此時彈片5會產(chǎn)生朝向下轉(zhuǎn)子1的形變，由于該超聲波電機(jī)在使用過程中定子處于固定狀態(tài)，因此彈片5形變后產(chǎn)生的回復(fù)力會將上轉(zhuǎn)子4壓向定子3，同時，彈片5形變后產(chǎn)生的回復(fù)力會通過裝配軸2傳遞至下轉(zhuǎn)子1，使下轉(zhuǎn)子1向定子3所在位置擠壓，從而使該超聲波電機(jī)的下轉(zhuǎn)子1和上轉(zhuǎn)子4對定子3產(chǎn)生一定的夾持力，以便于定子3將振動傳遞，以使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。該超聲波電機(jī)在組裝時，將定子3和上轉(zhuǎn)子4依次套設(shè)在裝配軸2上，然后使卡塊6相對于彈片5轉(zhuǎn)動一定角度后與彈片5接觸并擠壓彈片5即可，組裝所需時間短。且由于該超聲波電機(jī)無需在裝配軸2上額外進(jìn)行加工，因而不會降低裝配軸2的強(qiáng)度且加工難度低。

上轉(zhuǎn)子4帶動彈片5轉(zhuǎn)動過程時，彈片5與卡塊6的接觸面直接產(chǎn)生摩擦力，這部分摩擦力包括使彈片5和卡塊6保持相對靜止的靜摩擦力，也包括使卡塊6相對于彈片5移動的動摩擦力，當(dāng)彈片5與卡塊6之間的動摩擦力大于靜摩擦力時，卡塊6會出現(xiàn)相對于彈片5的移動，當(dāng)卡塊6相對于彈片5移動至裝配孔51處時，卡塊6對彈片5的擠壓作用消失，使得轉(zhuǎn)子對定子的夾持力消失，定子3無法將振動傳遞至轉(zhuǎn)子上，導(dǎo)致該超聲波電機(jī)不能正常工作。為避免這一情況的發(fā)生，如圖3至圖6所示，彈片5上開設(shè)有限位孔52，卡塊6朝向彈片5的一側(cè)表面上設(shè)置有限位凸起7，限位凸起7隨卡塊6相對于彈片5轉(zhuǎn)動后，可使限位凸起7卡接于限位孔52內(nèi)，以阻止卡塊6相對于彈片5的轉(zhuǎn)動。限位凸起7卡接于限位孔52內(nèi)后，若彈片5與卡塊6之間的動摩擦力大于靜摩擦力時，則卡塊6產(chǎn)生相對于彈片5移動的趨勢，但由于限位凸起7卡接于限位孔52內(nèi)，限位孔52的孔壁與限位凸起7的側(cè)壁相抵靠，使得限位凸起7不能夠相對于卡塊6移動，進(jìn)而限定了卡塊6的相對于彈片5的移動，避免出現(xiàn)該超聲波電機(jī)在運轉(zhuǎn)過程中由于夾持力消失出現(xiàn)停機(jī)的情況。

卡塊6穿過裝配孔51后旋轉(zhuǎn)一定角度后，卡塊6的下表面擠壓彈片5使彈片5產(chǎn)生形變，而彈片5產(chǎn)生的形變過大會導(dǎo)致彈片5的彈性形變轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄孕巫儯霈F(xiàn)形變的位置不能回復(fù)甚至出現(xiàn)斷裂，為避免這一情況，如圖3和圖6所示，裝配孔51的形狀與卡塊6和裝配軸2沿徑向方向的截面形狀相適應(yīng)。裝配孔51的形狀與卡塊6和裝配軸2的組合結(jié)構(gòu)的橫截面的形狀相適應(yīng)，此時，卡塊6和裝配軸2的組合結(jié)構(gòu)穿過裝配孔51后，卡塊6轉(zhuǎn)動任意角度都能確保卡塊6靠近彈片5的一側(cè)表面與彈片5的接觸面積最大，而卡塊6對彈片5產(chǎn)生的擠壓力大小不變，因而平均到彈片5接觸面的單位面積上的壓強(qiáng)較小，彈片5上與卡塊6的接觸面產(chǎn)生的形變較小，不會出現(xiàn)彈片5形變過大無法回復(fù)甚至斷裂等情況，確保了該超聲波電機(jī)的穩(wěn)定工作。

將卡塊6穿過裝配孔51后的旋轉(zhuǎn)角度優(yōu)選為90°，如圖6和圖7所示，也即裝配孔51的延伸方向與限位孔52沿的延伸方向垂直。若卡塊6穿過裝配孔51后的旋轉(zhuǎn)角度較小，限位孔52與裝配孔51之間的間距較小，這使得當(dāng)限位凸起7卡接于限位孔52內(nèi)后，卡塊6在擠壓彈片5時，靠近裝配孔51一側(cè)的彈片5產(chǎn)生的形變較大，這部分彈片5負(fù)荷較大，產(chǎn)生的形變較大，容易出現(xiàn)塑性形變甚至斷裂。而當(dāng)卡塊6穿過裝配孔51后的旋轉(zhuǎn)角度較大時，雖然不會導(dǎo)致彈片5出現(xiàn)較大形變或是斷裂，但由于裝配過程中卡塊6相對于彈片5的轉(zhuǎn)動多采用人工完成，較大角度的轉(zhuǎn)動人體手腕無法一次轉(zhuǎn)動到位，需分次進(jìn)行，裝配耗時耗力。而將卡塊6穿過裝配孔51后的旋轉(zhuǎn)角度設(shè)置為90°后，彈片5不會出現(xiàn)塑性形變甚至斷裂，且轉(zhuǎn)動角度更符合人體工學(xué)，操作人員在轉(zhuǎn)動過程中可以一次旋轉(zhuǎn)到位。

卡塊6擠壓彈片5使彈片5產(chǎn)生彈性形變后，彈片5的回復(fù)力在夾緊定子3和轉(zhuǎn)子的同時，也對卡塊6有一定的擠壓作用，為避免彈片5對卡塊6的擠壓作用使卡塊6與裝配軸2脫開，如圖4和圖5所示，沿裝配軸2的同一橫截面圓周上間隔設(shè)置有多個卡塊6，以使彈片5產(chǎn)生的回復(fù)力分別作用在不同的卡塊6上，單個卡塊6上的受力較小，不易脫開。

卡塊6擠壓彈片5使定子3和轉(zhuǎn)子夾緊時，越靠近卡塊6處的彈片5產(chǎn)生的形變越大，彈性形變越大也意味著夾持力越大，為避免夾持力分布不均導(dǎo)致的電機(jī)運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，如圖5所示，多個卡塊6均勻分布于裝配軸2上，此時卡塊6擠壓彈片5產(chǎn)生的形變分布較為均勻，不會出現(xiàn)彈片5上局部位置處形變過大而另一部分形變過小的情況，有效確保了超聲波電機(jī)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

優(yōu)選將卡塊6設(shè)置為沿裝配軸2的徑向方向延伸的矩形卡塊，如圖4至圖7所示，矩形卡塊的加工難度低且能夠增大卡塊6與彈片5之間的接觸面積，能夠有效減小接觸面的單位面積上所受到的壓強(qiáng)，避免彈片5出現(xiàn)塑性變形甚至斷裂。

彈片5上開設(shè)有裝配孔51和限位孔52，以便于該超聲波電機(jī)的組裝，但彈片5的開孔面積越大彈片5的強(qiáng)度就越低，使用過程中彈片5就越容易出現(xiàn)塑性變形甚至出現(xiàn)斷裂，為避免這一情況，僅在裝配軸2上設(shè)置有兩塊卡塊6，如圖3至圖5所示，這兩塊卡塊6在裝配軸2的同一橫截面圓周上均勻分布，這使得彈片5上的開孔面積較小，但能夠確保彈片5所受到的擠壓力分布均勻，不會影響到該超聲波電機(jī)的正常工作。

設(shè)置在卡塊6靠近彈片5一側(cè)表面上的限位凸起7在使用過程中，其側(cè)面與限位孔52的孔壁相互作用，從而將卡塊6與彈片5的相對位置進(jìn)行限定，但限位凸起7的側(cè)面與限位孔52的孔壁在相互作用的過程中，限位凸起7與卡塊6的連接部位會受到集中應(yīng)力的作用，為避免限位凸起7與卡塊6脫開，如圖5所示，限位凸起7靠近裝配軸2的一側(cè)與裝配軸2貼合固定，這使得限位凸起7不止與卡塊6連接，還與裝配軸2連接，限位凸起7在受到集中應(yīng)力作用時也不易脫落。

卡塊6與限位凸起7脫開或是卡塊6與裝配軸2脫開，都會影響到該超聲波電機(jī)的正常運轉(zhuǎn)，為避免這一情況的出現(xiàn)，如圖5所示，卡塊6、限位凸起7以及裝配軸2一體成型，一體成型工藝避免了連接工藝，在一定程度上減少了工藝步驟，且一體成型工藝使得卡塊6、限位凸起7以及裝配軸2成為一個整體部件，各結(jié)構(gòu)之間的連接強(qiáng)度較高。

關(guān)于本實用新型實施例的超聲波電機(jī)的其他構(gòu)成等已為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，在此不再詳細(xì)說明。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。