慣性式雙u型結(jié)構(gòu)的直線壓電電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種慣性式直線壓電電機，屬于壓電精密致動技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓電直線電機技術(shù)作為新興的精密驅(qū)動技術(shù)，因其短小輕薄的外形特征和易于集 成等突出優(yōu)勢得到了國內(nèi)乃至全世界的廣泛關(guān)注。壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)可將電能轉(zhuǎn)化為 機械能，據(jù)此效應(yīng)設(shè)計的作動器具有結(jié)構(gòu)簡單、電磁兼容性好、響應(yīng)快等優(yōu)點。
[0003]慣性式電機是一種利用壓電陶瓷的快速變形產(chǎn)生的慣性沖擊來實現(xiàn)微位移的微 型驅(qū)動機構(gòu)，它具有很多優(yōu)勢如；運動范圍大、分辨率能達到納米級、結(jié)構(gòu)簡單、部件可被微 小化、并能在步進運動的同時實現(xiàn)精確定位等。
[0004]利用壓電元件動態(tài)特性的慣性沖擊式驅(qū)動器在精密驅(qū)動領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展為一項獨 特的驅(qū)動型式，得到了廣泛的研究與應(yīng)用。然而就目前的對慣性式壓電直線電機研究技術(shù) 還有一些不足，如；電機部件的微小化并未完全得到實現(xiàn)，定位精確的電機結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜， 運動的分辨率不高，并且普遍采用作為驅(qū)動元件的壓電疊堆抗拉力弱，結(jié)構(gòu)限制不能連接 質(zhì)量較大的慣性塊，驅(qū)動能力受到限制，制造成本較高。 【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種慣性式的壓電直線電機，其具有結(jié)構(gòu) 簡單、部件微小、運行穩(wěn)定、定位精確、運動分辨率高、成本較低等優(yōu)點。
[0006]為實現(xiàn)W上的技術(shù)目的，本實用新型將采取W下的技術(shù)方案：
[0007] -種慣性式雙U型結(jié)構(gòu)的直線壓電電機，包括復(fù)合振動元件W及動子，所述動子 呈圓柱形桿狀設(shè)置，而復(fù)合振動元件包括定子導(dǎo)向件、對稱地安裝在定子導(dǎo)向件兩側(cè)的兩 個U型作動定子、壓電陶瓷片，所述定子導(dǎo)向件的中部位置貫穿開設(shè)定子導(dǎo)向孔，U型作動 定子的封閉端通過夾持力調(diào)節(jié)部件安裝在定子導(dǎo)向件的側(cè)部，而U型作動定子的兩側(cè)臂的 外表面均粘接有壓電陶瓷片，且U型作動定子的兩側(cè)臂的端部在對應(yīng)于定子導(dǎo)向孔的位置 處開設(shè)有弧形定子夾持槽，所述弧形定子夾持槽的弧面與動子外圓面相匹配；所述定子穿 過動子導(dǎo)向孔設(shè)置，且動子通過兩U型作動定子上所開設(shè)的弧形定子夾持槽夾持鎖緊；所 述U型作動定子側(cè)臂上粘接的壓電陶瓷片，均與相應(yīng)的激勵電源連接。
[0008]所述U型作動定子側(cè)臂上粘接的壓電陶瓷片，具有相同的極化方式與作動方向， 且與相同的電壓信號連接。
[0009] 所述的電壓信號為電壓慢升快降的H角波信號；該H角波信號在0至 的一個周期內(nèi)分為兩個過程，其中0至為上升信號段，^至為下降信號段，并且 >fL-r〇。
[0010] 所述U型作動定子的封閉端通過夾持力調(diào)節(jié)部件安裝在定子導(dǎo)向件側(cè)部所設(shè)置 的凸起上。
[0011] 所述夾持力調(diào)節(jié)部件為螺紋緊固部件。
[0012] 所述螺紋緊固部件為連接螺釘；所述U型作動定子的封閉端在中部位置開設(shè)夾持 孔，凸起對應(yīng)于夾持孔開設(shè)螺紋孔，螺釘穿過夾持孔后螺紋配合連接在螺紋孔中。
[0013] 所述弧形定子夾持槽為半圓形槽。
[0014] 根據(jù)W上的技術(shù)方案，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有W下的優(yōu)點：
[001引1.本實用新型所述的壓電電機各部件結(jié)構(gòu)簡單，加工難度小，連接方便，可W實現(xiàn) 批量生產(chǎn)；
[0016] 2.本實用新型的壓電元件采用壓電陶瓷，克服了普遍的作為慣性驅(qū)動元件的壓 電疊堆抗拉力弱，只能伸不能縮，不能連接較大質(zhì)量塊的缺點，在實現(xiàn)步進的同時精度也較 高，成本較低；
[0017] 3.本實用新型的作動定子部分將傳統(tǒng)壓電電機中的定子部分與導(dǎo)向裝置部分連 接在了一起，大大增加了空間利用率，實現(xiàn)了電機整體的小型化。
[0018] 4.本實用新型在所有壓電陶瓷上均施加了電壓慢升快降的H角波電壓信號，驅(qū)動 方式較為簡單，避免了復(fù)雜的驅(qū)動形式。
【附圖說明】
[0019] 圖1是慣性式壓電超聲電機的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2是所述壓電電機的實現(xiàn)形式的定子運動件分解示意圖。
[0021] 圖3是銀齒波信號示意圖。
[0022] 圖4是慣性式壓電超聲電機的直線運動原理示意圖。
[0023] 其中：1、定子導(dǎo)向件，1. 1、定子導(dǎo)向孔，1.2、凸起，2、動子，3、U型作動定子，3. 1、 夾持孔，3. 2、定子夾持槽，4、壓電陶瓷片，5、連接螺釘，6、作動方向；7、復(fù)合振動元件。
【具體實施方式】
[0024]W下將結(jié)合附圖詳細地說明本實用新型的技術(shù)方案。
[00巧]如圖1、圖2所示，本實用新型所述的慣性式雙U型結(jié)構(gòu)的直線壓電電機，包括復(fù)合 振動元件7W及動子2,所述動子2呈圓柱形桿狀設(shè)置，而復(fù)合振動元件包括定子導(dǎo)向件1、 對稱地安裝在定子導(dǎo)向件1兩側(cè)的兩個U型作動定子3、壓電陶瓷片4,所述定子導(dǎo)向件1， 附圖中為一塊狀構(gòu)件，其中部位置貫穿開設(shè)定子導(dǎo)向孔1. 1，U型作動定子的封閉端通過夾 持力調(diào)節(jié)部件安裝在定子導(dǎo)向件1的側(cè)部，而U型作動定子的兩側(cè)臂的外表面均粘接有壓 電陶瓷片4,且U型作動定子3的兩側(cè)臂的端部在對應(yīng)于定子導(dǎo)向孔1. 1的位置處開設(shè)有弧 形定子夾持槽3. 2,所述弧形定子夾持槽3. 2的弧面與動子2外圓面相匹配；所述定子穿過 動子2導(dǎo)向孔設(shè)置，且動子2通過兩U型作動定子3上所開設(shè)的弧形定子夾持槽3. 2夾持 鎖緊；所述U型作動定子3側(cè)臂上粘接的壓電陶瓷片4,均與相應(yīng)的激勵電源連接。其中：
[0026] 所述U型作動定子3側(cè)臂上粘接的壓電陶瓷片4,具有相同的極化方式與作動方向 6,且與相同的電壓信號連接；所述的電壓信號為電壓慢升快降的H角波信號；
[0027] 所述U型作動定子3的封閉端通過夾持力調(diào)節(jié)部件安裝在定子導(dǎo)向件1側(cè)部所設(shè) 置的凸起1. 2上；所述夾持力調(diào)節(jié)部件為螺紋緊固部件；所述螺紋緊固部件為連接螺釘5 ; 所述U型作動定子3的封閉端在中部位置開設(shè)夾持孔3. 1，凸起1. 2對應(yīng)于夾持孔3. 1開設(shè) 螺紋孔，螺釘穿過夾持孔3. 1后螺紋配合