有高力矩的压电电机制造技术

压电电机（１００）包含定子（２），该定子（２）有心轴（９）。该电机也包含环形压电单元（４），该环形压电单元（４）有上和下表面及被夹持在该定子上的内和外边缘。该电机还包含在该压电单元的外边缘上的环形波壳（６）和与定子心轴偶联的转子，这里该转子有转子内圆周表面（２０）。该电机另外包含弹性推板（８），每一弹性推板有一端被偶联到波壳和另一端延伸到并与转子内圆周表面接触。在该电机中，外边缘半径至少是内边缘半径的两倍，且压电单元的环形宽度至少是它的厚度的两倍。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及压电电机工业并与有高力矩的旋转压电电机的设计有关，该有高力矩的旋转压电电机在各种不同工业的起止系统(start and stop system)中用作致动器。
技术介绍
各种不同压电电机设计是众所周知的，其中的定子和转子借助摩擦通过推板相互作用。例如，在一些常用压电电机设计中，基于环形压电单元的转子和定子被提供，那里的外圆柱形表面被装入波壳中，一组推板被安装在波壳上。这种电机改进的可靠性已被实现， 因为这些推板被装在分开的声波传导壳(波壳)上，该声波传导壳被安装在压电单元上，而不是被装配到直接切割进相对更易碎的环形压电单元的狭槽。还通过使波壳的径向谐振频率与环形压电单元的径向谐振频率匹配，获得系统的能量效率的改进。这样的装置是在环形压电单元的零阶振动模式上被激励的，这被认为就整个系统的振幅和品质因子⑴因子) 而言，是最有效的。
技术实现思路
本专利技术的实施例是关于旋转压电电机的。在本专利技术的一个实施例中，一种压电电机被提供。该电机包含具有限定旋转轴的定子心轴的定子。该电机还包含环形压电单元，该环形压电单元具有相对的上和下表面及内和外边缘，这里该环形压电单元被夹持在定子上并围绕旋转轴，且这里该环形压电单元包括压电材料。该电机还包含被夹持在环形压电单元的外边缘上的环形波壳和可旋转地和机械地被偶联到定子心轴的转子，这里该转子具有转子内圆周表面。该电机此外还包含多个弹性推板，这里该多个弹性推板的每一个具有机械地被偶联到波壳的第一端和延伸到并与该转子内圆周表面接触的第二端。在该电机中， 外边缘半径(Rp)至少是内边缘半径(rp)的两倍，环形压电单元的环形宽度 p-rp)至少是环形压电单元的厚度的两倍，且该波壳可用于沿径向把环形压电单元的振荡传递到多个推板，以引起转子围绕旋转轴的旋转运动。附图说明图1是按照本专利技术一个实施例配置的示例性压电电机的断面侧视图。图2是包含压电单元、波壳和推板的图1的子配件的顶视图。图3A是图1的压电单元未被激励状态中的断面侧视图。图IBB是图1的压电单元处于导致径向膨胀的被激励状态的断面侧视图。图3C是图1的压电单元处于导致径向压缩的被激励状态的断面侧视图。具体实施例方式本专利技术参照附图被描述，其中在全部图中用相似参考数字标记同样或等效单元。 这些图不是按比例画的，它们仅仅为示出当前专利技术而被提供。为了说明，本专利技术的诸多方面下面参照应用例子被描述。应当理解，许多具体细节、关系和方法将被阐明，以提供本专利技术的充分理解。然而，相关领域的一般技术人员将容易认识到，不用一个或多个这些细节，或用其他方法，也能够实践本专利技术。在其他例子中，熟知的结构或操作没有详细出示，以免遮蔽本专利技术。本专利技术不受出示的作用或事件的顺序限制，因为一些作用可以按不同顺序和/ 或同时地与其他作用或事件出现。此外，不是所有出示的作用或事件都是实施按照本专利技术的方法所要求的。本专利技术的实施例为包含圆环状或环形压电单元的旋转压电电机提供一种新的设计。一般地说，圆环状谐振器的径向模式的频率F/，由下面方程式描述权利要求1.一种压电电机，包括定子，具有限定旋转轴的定子心轴；环形压电单元，具有相对的上和下表面及内和外边缘，所述环形压电单元被夹持在所述定子上并围绕所述旋转轴，且所述环形压电单元包括压电材料；环形波壳，被夹持在所述环形压电单元的外边缘上；转子，可旋转地和机械地被偶联到所述定子心轴，所述转子有转子内圆周表面；多个弹性推板，所述多个弹性推板的每一个有机械地被偶联到所述环形波壳的第一端，以及延伸到并与所述转子内圆周表面接触的第二端；和其中所述外边缘半径(Rp)至少是所述内边缘半径(rp)的两倍，其中所述环形压电单元的环形宽度(Rp_rp)至少是所述环形压电单元的厚度的两倍，且其中所述波壳可用于沿所述径向方向把所述环形压电单元的振荡传递到所述多个推板，以引起所述转子围绕所述旋转轴的旋转运动。2.权利要求1的压电电机，还包括电源，被耦合到所述环形压电单元的所述上和下表面，所述电源提供交变电压，用于诱发跨越所述环形宽度的第一阶纵向振动模式。3.权利要求2的压电电机，其中所述交变电压有等于cp/2(Rp-rp)的频率(F/)，这里Cp 是声波在所述压电材料中的传播速度。4.权利要求1的压电电机，其中所述波壳包括有肋断面的圆柱体，所述肋断面沿所述波壳的周边有高的刚度。5.权利要求4的压电电机，其中所述多个推板被机械地偶联到所述波壳的所述肋断6.权利要求5的压电电机，其中所述肋断面包括多个狭槽，用于机械地夹持所述多个推板。7.权利要求6的压电电机，其中所述多个推板的至少一个被夹持在所述多个狭槽的每一个中。8.权利要求1的压电电机，还包括至少一个凸缘，用于把所述环形压电单元夹持在所述定子上。9.权利要求7的压电电机，还包括至少一个弹性衬垫，被安排在所述凸缘和所述环形压电单元之间。10.权利要求1的压电电机，其中所述环形压电单元的所述上和所述下表面，与所述凸缘和所述定子在半径等于(Rp-rp)/2的位置上接触。11.权利要求1的压电电机，其中所述环形压电单元中的所述压电材料沿垂直于所述上和下表面的径向方向被极化。12.权利要求1的压电电机，其中所述压电材料包括锆钛酸铅锶陶瓷(PZT)材料。全文摘要压电电机(100)包含定子(2)，该定子(2)有心轴(9)。该电机也包含环形压电单元(4)，该环形压电单元(4)有上和下表面及被夹持在该定子上的内和外边缘。该电机还包含在该压电单元的外边缘上的环形波壳(6)和与定子心轴偶联的转子，这里该转子有转子内圆周表面(20)。该电机另外包含弹性推板(8)，每一弹性推板有一端被偶联到波壳和另一端延伸到并与转子内圆周表面接触。在该电机中，外边缘半径至少是内边缘半径的两倍，且压电单元的环形宽度至少是它的厚度的两倍。文档编号H02N2/10GK102292908SQ200980154929 公开日2011年12月21日 申请日期2009年12月16日 优先权日2008年12月17日专利技术者S·佩特伦科, V·R·泽尔亚斯科夫 申请人:发现技术国际股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种压电电机，包括：定子，具有限定旋转轴的定子心轴；环形压电单元，具有相对的上和下表面及内和外边缘，所述环形压电单元被夹持在所述定子上并围绕所述旋转轴，且所述环形压电单元包括压电材料；环形波壳，被夹持在所述环形压电单元的外边缘上；转子，可旋转地和机械地被偶联到所述定子心轴，所述转子有转子内圆周表面；多个弹性推板，所述多个弹性推板的每一个有机械地被偶联到所述环形波壳的第一端，以及延伸到并与所述转子内圆周表面接触的第二端；和其中所述外边缘半径（Ｒｐ）至少是所述内边缘半径（ｒｐ）的两倍，其中所述环形压电单元的环形宽度（Ｒｐ－ｒｐ）至少是所述环形压电单元的厚度的两倍，且其中所述波壳可用于沿所述径向方向把所述环形压电单元的振荡传递到所述多个推板，以引起所述转子围绕所述旋转轴的旋转运动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·佩特伦科，
申请(专利权)人：发现技术国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US