一種采用自由約束式大推力螺紋副驅動型壓電馬達的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種采用自由約束式大推力螺紋副驅動型壓電馬達，屬于精密驅動與傳動的技術領域。
【背景技術】
[0002]超聲電機(又可稱作壓電馬達)是一種利用壓電元件的逆壓電效應激發定子彈性體產生微幅高頻的超聲振動，通過定子與動子間的摩擦親合實現機械能輸出的微特電機。根據動子的輸出形式不同，超聲電機可分為直線、旋轉與多自由度等幾種輸出類型。螺紋超聲電機作為目前諸多輸出類型超聲電機中的一種，其定子與動子間主要采用螺紋副進行傳動，通過螺紋傳動副實現旋轉直線兩自由度運動的輸出。與其它類超聲電機相比，螺紋副超聲電機具有結構簡單、定位精度高等優勢，可廣泛應用于精密驅動與傳動的技術領域。
[0003]中國發明專利《超聲導螺桿電動機》，授權公告號為CN1879232B，授權公告日為2010年04月07日，公開了一種用于驅動包含具有旋轉軸的螺紋軸和與其配合的螺紋螺母的螺紋軸組件的裝置，將螺紋螺母進行超聲振動導致螺紋軸沿著軸向方向同時旋轉并移動，螺紋軸連接到將軸向力施加到螺紋軸的載荷；中國發明專利《螺紋式直線超聲電機》，申請公布號為CN 103036472A，申請公布日為2013年04月10日，公開的一種螺紋式直線超聲電機包括定子和轉子，定子包括定子基體和粘貼在其上的縱振壓電片和扭振壓電片，定子基體為，在中空圓柱體上切出均布的四個平面，用于粘貼縱振壓電片和扭振壓電片，縱振壓電片和扭振壓電片均對稱安裝，成對使用，轉子貫穿于定子，并通過轉子的外螺紋與定子上的兩個螺紋驅動端的內螺紋相配合，縱振壓電片和扭振壓電片在定子上激勵出縱振和扭振的復合振動，使得定子螺紋驅動端上的質點運動軌跡為橢圓，定子通過摩擦驅動轉子旋轉，并將旋轉運動轉化為直線運動。
[0004]上述幾種實現方式的螺紋副驅動型超聲電機，其雖能在壓電元件超聲振動激勵下實現旋轉直線運動輸出，但由于其定子與動子間普遍采用單點接觸的驅動方式，導致其存在運動穩定性差、輸出力較小等技術問題，嚴重制約了螺紋副驅動型超聲電機的進一步應用與發展。
【發明內容】
[0005]為解決當前螺紋副驅動型超聲電機的定子與動子間普遍采用單點接觸驅動方式，導致其存在運動穩定性差、輸出力較小等技術問題，本實用新型公開了一種采用自由約束式大推力螺紋副驅動型壓電馬達。
[0006]本實用新型所采用的技術方案是:一種采用自由約束式大推力螺紋副驅動型壓電馬達，由自由梁振子、4η個它激式伸縮片和螺紋轉子組成;所述自由梁振子設置有4η個光滑外表面、內旋合螺紋、光滑內孔和2η個緊固錐孔，自由梁振子的4η個光滑外表面用于布置4η個它激式伸縮片，自由梁振子的內旋合螺紋設置于自由梁振子的兩側自由端部，且自由梁振子兩側自由端部的內旋合螺紋的旋合長度相等，自由梁振子的光滑內孔設置于自由梁振子兩側端部的內旋合螺紋之間，且自由梁振子兩側自由端部內旋合螺紋的孔徑小于光滑內孔的直徑，自由梁振子中相互間隔布置的2η個光滑外表面上均設置有2個緊固錐孔，其中布置于相互間隔的2η個光滑外表面上一側的2η個緊固錐孔位于同一圓周上，其余布置于相互間隔的2η個光滑外表面上另一側的2η個緊固錐孔位于另一圓周上，自由梁振子的2η個緊固錐孔用于自由梁振子的緊固安裝，其中η為大于等于2的正整數;所述4η個它激式伸縮片均勻布置于自由梁振子中4η個光滑外表面的同一圓周上，且它激式伸縮片布置于自由梁振子中光滑外表面上的緊固錐孔之間；所述螺紋轉子設置有外旋合螺紋，螺紋轉子的外旋合螺紋與自由梁振子的內旋合螺紋旋合連接;所述4η個它激式伸縮片中相互間隔布置的2η個它激式伸縮片構成激振組Α，其余相互間隔布置的2η個它激式伸縮片構成激振組B;所述自由梁振子的內旋合螺紋和螺紋轉子的外旋合螺紋可為梯形螺紋、三角形螺紋、矩形螺紋、鋸齒形螺紋、管螺紋或非標螺紋;所述它激式伸縮片可為電致伸縮片、磁致伸縮片、光致伸縮片或熱致伸縮片。
[0007]本實用新型的有益效果:本實用新型一種采用自由約束式大推力螺紋副驅動型壓電馬達，通過施加超聲頻段內的交流激勵電信號于它激式伸縮片，激發自由梁振子產生兩列含有多波長的駐波振動模態，利用振動模態的疊加耦合，在自由梁振子與螺紋轉子之間產生包含多個波長的運動行波，驅動螺紋轉子實現運動輸出。本實用新型具有運動平穩性好、輸出力大等技術優勢，在精密驅動與傳動技術領域具有廣泛的應用前景。
【附圖說明】
[0008]圖1所示為本實用新型提出的一種采用自由約束式大推力螺紋副驅動型壓電馬達的結構示意圖；
[0009]圖2所示為本實用新型提出的一種采用自由約束式大推力螺紋副驅動型壓電馬達的自由梁振子的剖視圖；
[0010]圖3所示為本實用新型提出的一種采用自由約束式大推力螺紋副驅動型壓電馬達的自由梁振子的側視圖；
[0011]圖4所示為本實用新型提出的一種采用自由約束式大推力螺紋副驅動型壓電馬達的螺紋轉子的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]【具體實施方式】一:結合圖1?圖4說明本實施方式。本實施方式提供了利用12個它激式伸縮片2進行激振的一種采用自由約束式大推力螺紋副驅動型壓電馬達的具體實施方案。所述一種采用自由約束式大推力螺紋副驅動型壓電馬達由自由梁振子1、12個它激式伸縮片2和螺紋轉子3組成。
[0013]所述自由梁振子I設置有12個光滑外表面1-1、內旋合螺紋1-2、光滑內孔1-3和6個緊固錐孔1-4，自由梁振子I的材料選為黃銅材料，自由梁振子I的12個光滑外表面1-1用于布置12個它激式伸縮片2，自由梁振子I的內旋合螺紋1-2設置于自由梁振子I的兩側自由端部，且自由梁振子(I)兩側自由端部的內旋合螺紋1-2的旋合長度相等，自由梁振子I的內旋合螺紋1-2的表面需研磨處