專利名稱：一種壓電超聲微電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種壓電超聲微電機(jī)，特別是指一種采用定子軸向浮動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)定位的壓電超聲微電機(jī)。
根據(jù)上述目的設(shè)計(jì)了一種壓電超聲微電機(jī)，包括杯狀外殼、外殼內(nèi)的定子組件和轉(zhuǎn)子組件，定子組件包括定子、底座及緊壓于定子和底座之間的壓電陶瓷環(huán)片和電極片，轉(zhuǎn)子組件包括轉(zhuǎn)子、伸出外殼底外的轉(zhuǎn)子中心軸、將轉(zhuǎn)子壓于定子上的螺旋彈簧壓力機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)子中心軸通過(guò)分別固定在外殼上和定子中的一對(duì)軸承定位，在杯狀外殼的杯口處固定有一托塊及與托塊呈固定聯(lián)接的光電編碼器。該托塊與轉(zhuǎn)子中心軸位于同一條軸線上，并位于定子底座的外側(cè)，即定子組件有適量的裝配自由度；在托塊的中心有一凸臺(tái)或在托塊的中心設(shè)有材質(zhì)為金屬或非金屬的墊圈，定子組件軸向安裝其上并使凸字型底座的臺(tái)階面與杯狀外殼的杯口面有一間隙。裝配時(shí)，托塊中心凸臺(tái)或墊圈套在光電編碼器聯(lián)結(jié)軸上，該軸與轉(zhuǎn)子間為螺紋聯(lián)接；同時(shí)，托塊與外殼通過(guò)螺栓相聯(lián)接，該螺栓穿過(guò)定子底座上的螺栓過(guò)孔，使定子組件周向固定。
本實(shí)用新型壓具有如下特點(diǎn)1、定子組件軸向浮動(dòng)安裝在托塊凸臺(tái)或墊圈上，有利于電機(jī)定子組件的超聲振動(dòng)，從而提高了電機(jī)工作效率和動(dòng)力輸出的平穩(wěn)性。
2、定子組件軸向浮動(dòng)安裝在托塊凸臺(tái)或墊圈上，使定子組件有一定的自適應(yīng)性或軸向自由度，易于裝配和調(diào)整，改善了轉(zhuǎn)子與定子的接觸狀況，大大降低了對(duì)電機(jī)零件的機(jī)械加工精度要求。
3、由于增加了光電編碼器和相應(yīng)的控制器，當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，通過(guò)光電編碼器準(zhǔn)確輸出轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過(guò)的角度信號(hào)，并根據(jù)該信號(hào)由相應(yīng)的控制器，對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度大小進(jìn)行精確控制，使電機(jī)輸出定位精度更高。
4、為了避免細(xì)長(zhǎng)軸難以加工的問(wèn)題，采用通過(guò)光電編碼器聯(lián)接軸將轉(zhuǎn)子與光電編碼器相聯(lián)接。
5、轉(zhuǎn)子與輸出軸制作成一整體，既克服了現(xiàn)有技術(shù)由于中心軸與轉(zhuǎn)子是通過(guò)橡膠墊依靠摩擦力相聯(lián)接所帶來(lái)的橡膠墊蠕動(dòng)和破損等缺陷，又保證了轉(zhuǎn)子與輸出軸的形位公差要求，使電機(jī)工作更穩(wěn)定可靠。
6、采用彈簧壓力機(jī)構(gòu)增大了裝配過(guò)程中壓力機(jī)構(gòu)的調(diào)整范圍，使電機(jī)裝配更容易，電機(jī)的一致性更好。
7、在壓力機(jī)構(gòu)中采用擋環(huán)結(jié)構(gòu)，從而可以選擇適當(dāng)?shù)膹椈芍睆胶蛷椈射摻z直徑，使轉(zhuǎn)子與定子間的壓力大小合適和分布均勻。


附圖1是本實(shí)用新型的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是現(xiàn)有技術(shù)的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1給示了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，包括定子組件10、托塊15及固定在托塊上的光電編碼器16、外殼12，還有通過(guò)被分別固定于定子101上端內(nèi)壁和外殼12上端內(nèi)壁的一對(duì)軸承132、131及軸承所支承的轉(zhuǎn)子組件11，轉(zhuǎn)子組件置于兩軸承之中。定子組件由定子、定子底座102及緊壓于定子與其底座之間的壓電陶瓷環(huán)片103和電極片104構(gòu)成；轉(zhuǎn)子組件由轉(zhuǎn)子111、與轉(zhuǎn)子成一體的中心軸112以及螺旋彈簧113、擋環(huán)114組成的壓力機(jī)構(gòu)構(gòu)成，轉(zhuǎn)子與定子在螺旋彈簧的壓力下緊密接觸；而光電編碼器借助其聯(lián)結(jié)軸17與轉(zhuǎn)子聯(lián)接。定子組件軸向浮動(dòng)安裝在托塊中心的凸臺(tái)或墊圈151上，并與杯狀外殼下端面保持一定的間隙，托塊與外殼，通過(guò)螺栓14相聯(lián)結(jié)，該螺栓將托塊和光電編碼器、定子底座及外殼連成一體，使定子得到周向固定。
本實(shí)用新型工作時(shí)需要輸入一對(duì)正交電壓信號(hào)Sinωt、Cosωt到兩對(duì)壓電陶瓷環(huán)片中，其工作頻率為定子組件的諧振頻率。測(cè)試數(shù)據(jù)表明，本實(shí)用新型具有低速、大力矩、高分辨率等特征，主要參數(shù)及性能指標(biāo)如下外形為圓柱形，直徑φ30mm，長(zhǎng)度45mm，工作頻率25kHz，轉(zhuǎn)速0-100rpm，最大輸出力矩大于2kgf·cm，最小角分辨率0.01°，精確定位精度0.36°。
權(quán)利要求1.一種壓電超聲微電機(jī)，包括杯狀外殼(12)、外殼內(nèi)的定子組件(10)和轉(zhuǎn)子組件(11)，定子組件包括定子(101)、底座(102)及緊壓于定子和底座之間的壓電陶瓷環(huán)片(103)和電極片(104)，轉(zhuǎn)子組件包括轉(zhuǎn)子(111)、伸出外殼底外的轉(zhuǎn)子中心軸(112)、將轉(zhuǎn)子壓于定子上的螺旋彈簧(113)壓力機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)子中心軸通過(guò)分別固定在外殼上和定子中的一對(duì)軸承定位，其特征是在杯狀外殼的杯口處固定有一托塊(15)及與托塊呈固定聯(lián)接的光電編碼器(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電機(jī)，其特征是所述的托塊與轉(zhuǎn)子中心軸位于同一條軸線上，并位于定子底座的外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微電機(jī)，其特征是在托塊的中心有一凸臺(tái)(151)或在托塊的中心設(shè)有材質(zhì)為金屬或非金屬的墊圈，定子組件軸向安裝其上并使凸字型底座的臺(tái)階面與杯狀外殼的杯口面有一間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微電機(jī)，其特征是托塊中心凸臺(tái)或墊圈套在光電編碼器聯(lián)結(jié)軸(17)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微電機(jī)，其特征是光電編碼器聯(lián)結(jié)軸與轉(zhuǎn)子間為螺紋聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微電機(jī)，其特征是托塊與外殼通過(guò)螺栓相聯(lián)接，該螺栓穿過(guò)定子底座上的螺栓過(guò)孔，使定子組件周向固定。
專利摘要一種壓電超聲微電機(jī)，包括杯狀外殼、包括定子、底座及緊壓于定子和底座之間的壓電陶瓷環(huán)片和電極片的定子組件和包括轉(zhuǎn)子及其中心軸、將轉(zhuǎn)子壓于定子上的螺旋彈簧壓力機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)子組件，在外殼的杯口處有一托塊，托塊上固定有提高輸出定位精度光電編碼器。定子組件軸向浮動(dòng)安裝在托塊中心的凸臺(tái)或墊圈上并與外殼下端面有一間隙，光電編碼器通過(guò)聯(lián)結(jié)軸與轉(zhuǎn)子螺紋連接，托塊與外殼間螺栓相連，同時(shí)螺栓穿過(guò)定子底座使定子組件周向固定。定子組件軸向浮動(dòng)使之具有自適應(yīng)性或軸向自由度，利于超聲振動(dòng)，提高了工作效率和動(dòng)力輸出的平穩(wěn)性，還利于裝配和調(diào)整，改善了轉(zhuǎn)子與定子的接觸狀況，降低了加工精度要求。
文檔編號(hào)H02N2/10GK2555587SQ02270820
公開(kāi)日2003年6月11日 申請(qǐng)日期2002年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月30日
發(fā)明者邱海波 申請(qǐng)人:邱海波