體，所述平面型第二彈性體(3) —側端部表面沿圓周方向均勻設置有P片矩形壓電陶瓷片(3-5)，其中p為大于等于1的整數，所述布置于平面型第二彈性體(3) —側端部表面上的矩形壓電陶瓷片(3-5)采用名激振模式，且均沿厚度方向極化，所述平面型第二彈性體(3)布置矩形壓電陶瓷片(3-5) —側端部表面中心位置設有螺紋孔(3-1)結構，所述平面型第二彈性體(3)另一側端部表面中心位置設有圓形凹槽(3-3)結構，所述平面型第二彈性體(3)圓形凹槽(3-3)結構一側端部表面設置有摩擦材料(3-4)，所述平面型第二彈性體(3)圓形凹槽(3-3)結構與螺紋孔(3-1)結構中心位置設有通孔(3-2)結構；所述轉動體(4)為板結構，所述轉動體(4) 一側端部表面中心位置設有圓形凹槽(4-1)結構，其與第二彈性體(3)的圓形凹槽(3-3)結構相對布置，所述轉動體(4)另一側端部表面中心位置設有凸緣(4-2)結構，所述轉動體(4)凸緣(4-2)結構端部表面設置有階梯孔(4-3 )結構，所述轉動體(4 )端部表面中心位置設有通孔(4-4 )結構，所述轉動體(4)凸緣(4-2)結構內部設置有鍵槽(4-5)結構；所述輸出軸(9)為階梯軸結構，所述輸出軸(9) 一側端部設置有鍵槽(9-1)結構，所述輸出軸(9)靠近鍵槽(9-1)結構一側設置有外螺紋(9-2)結構，所述輸出軸(9)另一側端部設置有外螺紋(9-6)結構，所述輸出軸(9)靠近兩側外螺紋(9-2)與(9-6)結構的外圓周表面(9-3)與(9-5)結構與推力球軸承(6)配合連接，所述輸出軸(9)與推力球軸承(6)配合連接的外圓周表面(9-3)與(9-5)結構之間靠近鍵槽(9-1)結構一側設置有鍵槽(9-4)結構；所述布置于第一彈性體(2)上的矩形壓電陶瓷片(2-3)構成激振組A，所述布置于第二彈性體(3)上的矩形壓電陶瓷片(3_5)構成激振組B。2.一種根據權利要求1所述的貼片式梁板復合激振驅動平臺，其特征在于:為一種使用貼片式梁板復合激振超聲電機的驅動平臺，所述一種使用貼片式梁板復合激振超聲電機的驅動平臺由固定外架(1)、第一彈性體(2)、第二彈性體(3)、轉動平臺(4)、滾動體(5)、推力球軸承(6)、蝶形彈簧(7)、緊固連接件(8)和內六角螺栓(9)組成；所述固定外架(1)為一側端部設置有法蘭的薄壁圓環(huán)體結構，所述固定外架(1)法蘭四周沿圓周方向均勻設置有q個通孔(1-1)結構，其中q為大于等于1的整數，所述固定外架(1)薄壁圓環(huán)體靠近法蘭部分設置有通孔(1-2)結構，所述固定外架(1)薄壁圓環(huán)體靠近懸臂端部內側設置有圓弧狀滑道(1-3)結構，所述固定外架(1)法蘭一側端部表面中心位置設有階梯孔(1-4)結構，所述所述固定外架(1)法蘭另一側端部表面中心位置設有階梯孔(1-6)結構，所述固定外架(1)法蘭端部表面階梯孔(1-4)結構中心位置設有通孔(1-5)結構；所述第一彈性體(2)為兩側端部均設置有螺紋孔(2-4)結構的圓柱體結構，所述第一彈性體(2)—側端部設置有外螺紋(2-1)結構，所述第一彈性體(2)外圓周表面上沿圓周方向均勻設置有m個外平面(2-2)結構，其中m為大于等于1的整數，所述布置于第一彈性體(2)外平面(2-2)上的矩形壓電陶瓷片(2-3)采用名激振模式進行激勵，且均沿厚度方向極化，所述布置于第一彈性體(2)外平面(2-2)上的矩形壓電陶瓷片(2-3)的形變方向與第一彈性體(2)的中心軸線均成平行布置關系；所述轉動平臺(4)為板結構，所述轉動平臺(4) 一側端部表面中心位置設有圓形凹槽(4-1)結構，所述轉動平臺(4)另一側端部表面中心位置設有沉頭孔(4-2)結構，所述轉動平臺(4)圓形凹槽(4-1)結構與沉頭孔(4-2)結構之間設置有通孔(4-3)結構，所述轉動平臺(4 )外圓周表面設置有圓弧形滑道(4-5 )結構，所述轉動平臺(4 )另一側端部表面沿圓周方向均勻設置有r個螺紋孔(4-4)結構，其中r為大于等于1的整數；所述緊固連接件(8)為一側端部設有內六角孔的圓柱體結構，所述緊固連接件(8)另一側端部設置有外螺紋(8-1)結構，所述緊固連接件(8)內六角孔與外螺紋(8-1)結構之間的外圓柱表面(8-2)與推力球軸承(6)緊密配合連接；所述布置于第一彈性體(2)上的矩形壓電陶瓷片(2-3 )構成激振組A，所述布置于第二彈性體(3 )上的矩形壓電陶瓷片(3-5 )構成激振組Bo3.一種如權利要求1或2所述的貼片式梁板復合激振超聲電機及使用該電機的驅動平臺的驅動方法，其特征在于:所述貼片式梁板復合激振超聲電機及使用該電機的驅動平臺的驅動方法具體為激振組A通以某一超聲頻率(大于16 kHz)的交流激勵電信號，激振組B通以同一超聲頻率(大于16 kHz)的交流激勵電信號，激振組A與激振組B通以交流激勵電信號的幅值相同、驅動相位差為90度或270度，交流激勵電信號為正弦、方波或鋸齒波等周期電信號。4.一種根據權利要求1或2所述的貼片式梁板復合激振超聲電機及使用該電機的驅動平臺的第二彈性體(3)，其特征在于:為一種梳齒型第二彈性體，所述梳齒性型二彈性體(3)—側端部表面沿圓周方向均勻設置有p片矩形壓電陶瓷片(3-5)，所述布置于梳齒型第二彈性體(3) —側端部表面上的矩形壓電陶瓷片(3-5)采用4激振模式，且均沿厚度方向極化，所述梳齒型第二彈性體(3)布置矩形壓電陶瓷片(3-5) —側端部表面中心位置設有螺紋孔(3-1)結構，所述梳齒型第二彈性體(3)另一側端部表面中心位置設有圓形凹槽(3-3)結構，所述梳齒型第二彈性體(3)圓形凹槽(3-3)結構一側端部表面設置有梳齒(3-6 )結構，所述梳齒型第二彈性體(3 )梳齒(3-6 )結構表面設置有摩擦材料(3-4 )，所述梳齒型第二彈性體(3)圓形凹槽(3-3)結構與螺紋孔(3-1)結構中心位置設有通孔(3-2)結構。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種貼片式梁板復合激振超聲電機、驅動平臺及其驅動方法，以解決對于單獨采用梁結構或盤結構彈性體超聲電機整體輸出性能不理想等技術問題。本發(fā)明包括固定底座、第一彈性體、第二彈性體、轉動體、鍵、推力球軸承、蝶形彈簧、螺母和輸出軸，第一彈性體為梁結構，第二彈性體為板結構，矩形壓電陶瓷片采用<i>d</i>31激振模式。施加超聲段激勵信號于壓電陶瓷片，激發(fā)第一彈性體和第二彈性體分別產生縱振和彎振或徑向伸縮振動模態(tài)，利用振動模態(tài)的疊加耦合，產生驅動行波形成驅動摩擦力，實現本發(fā)明正反兩個方向的運動輸出。本發(fā)明具有輸出功率大、電機運行平穩(wěn)以及應用范圍廣等技術優(yōu)勢，在精密驅動與微定位技術領域具有廣泛的應用前景。
【IPC分類】H02N2/12, H02N2/16
【公開號】CN105262369
【申請?zhí)枴緾N201510002571
【發(fā)明人】程廷海, 王良, 趙宏偉, 何麗鵬, 張邦成, 王占禮, 柳虹亮
【申請人】長春工業(yè)大學
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年1月6日