圆盘型非接触超声电机.pdf

本发明的圆盘型非接触超声电机，属微电机领域。电机有定子组件、转子组件和支座组件所构成。电机的定子组件由圆盘形定子基体(8)和压电陶瓷(9)粘贴构成。电机的转子组件由转子基体(4)、轴(6)、弹簧(7)、螺母(11)等构成。电机的支座组件由底座(2)、外壳(3)、螺钉(1)构成。当电机通入超声频率范围内一定的交变电压时，电机的定子产生超声频率的振动，通过声粘性力驱动转子转动，动力由轴(6)输出。该超声电机具有转速高，长寿命，结构简单，成本低等优点。

1、  一种圆盘型非接触超声电机，由定子组件，转子组件及支座组件构成，其特征在于，所述定子组件的组成是园盘定子基体(8)通过下部的凸台固定于底座(2)上，压电陶瓷(9)沿径向对称的粘贴于园盘定子基体(8)的内底面径向末端；所述转子组件的转子基体(4)与定子基体(8)之间存在间隙，安装在轴(6)上，轴(6)通过装于定子基体(8)的轴承(5)、装于底座(2)的轴承(12)固定于定子基体(8)和底座(2)上，并用弹簧(7)和螺母(11)定位；所述电机的支座组件由底座(2)和外壳(3)通过螺钉(1)固定。

2、  根据权利要求1所述的圆盘型非接触超声电机，其特征在于，定子基体(8)具有中心园孔，下部有一个凸台，上面有一个螺纹孔。

3、  根据权利要求1或2所述的圆盘型非接触超声电机，其特征在于，底座(2)有圆环型凸台，下部有一轴承孔。

圆盘型非接触超声电机
技术领域：
本发明的圆盘型非接触超声电机属微电机领域中的超声电机。
背景技术：
超声电机是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动的新型微特电机。现有的接触式超声电机是通过定子与转子之间的摩擦力推动转子运转的，定子与转子之间存在摩擦损耗，使用寿命和运转速度均受到限制。且要求定子和转子的材料要有较高的耐磨性，成本高，结构也较复杂。
发明内容：
本发明的目的在于，研制一种高转速、长寿命、结构简单、成本低、实用地圆盘型非接触超声电机。该电机有广阔的应用前景，特别是在电脑硬盘、光驱中作驱动器应用。
为实现上述目的，本圆盘型非接触超声电机，采用定子和转子不接触的驱动方式。电机主要由定子组件、转子组件及支架组件所组成，其特点是通过支架和转子组件的安装使定子与转子之间存在一定的间隙，定子和转子之间不直接接触。具体结构是所述电机的定子组件的组成是园盘定子基体通过下部的凸台固定与底座上，压电陶瓷沿径向对称的粘贴于园盘定子基体的内底面径向末端；所述转子组件的转子基体与定子基体之间存在间隙，安装在轴上，轴通过装于定子基体的轴承、装于底座的轴承固定于定子基体和底座上，并用弹簧和螺母定位；所述电机的支座组件由底座和外壳通过螺钉固定。
本发明采用了非接触驱动方式，利用声辐射压力控制定子和转子间的间隙，利用定子和转子之间的声粘性应力驱动转子，从而获得了高于5000转/分的转速和接近于无限的寿命。突破了超声电机的寿命短、只能间隙使用的限制，特别适用于对寿命要求很高的驱动装置。
附图说明：
图1是圆盘型非接触超声电机的结构示意图。
图1中的标号名称：1、螺钉，2、底座，3、外壳，4、转子基体，5、轴承，6、轴，7、弹簧，8、定子基体，9、压电陶瓷，10、螺钉，11、螺母，12、轴承。
具体实施方式：
本发明是基于利用压电陶瓷片激出圆盘定子的B(0，5)模态以及声辐射压力和声粘性应力而研制成的新型超声电机。
它主要有定子组件、转子组件和支座组件组成。图1是本发明的具体结构示意图，由图可知，电机的定子组件由定子园盘基体8和压电陶瓷9粘贴而成。转子基体4与轴6为过盈配合。定子基体8与底座2的凸台过渡配合，利用螺钉1固定。底座2底部有一轴承孔，镶入的轴承12对轴6起径向支撑作用。定子基体8孔内镶入的轴承5同样对轴起径向支撑作用。弹簧7、螺母11及两个轴承5与12联合对轴6起轴向定位作用，调节螺母11可以调整定子基体8与转子基体4之间的间隙大小。
压电陶瓷片采用单面二十分区，另一面不分区，所有分区均为同向极化。极化后的压电陶瓷片受电场作用产生变形。极化方向与电场方向相同的分区产生伸长变形，反之产生压缩变形。把陶瓷片安四个连续的分区为一组分为五组，当每组四个分区依次施加sinωt、cosωt、-sinωt、-cosωt的交变电压时，定子产生B(0，5)旋转模态——行波。由于定子和转子不接触，在定转子之间的空气间隙中产生的声辐射压力给转子一定的悬浮力，确保转子转动时与定子不接触，而空气间隙中还存在的声粘性力的作用，如同接触式电机中的摩擦力驱动转子，所不同的是接触式电机的转子按行波相反的方向运动，而非接触式电机转子按行波一致的方向。
本发明的定子和转子不接触，没有摩擦磨损，从而获得电机的长寿命和很高的速度运转；也不需要摩擦材料提高定转子的耐磨性，简化了结构，降低了成本。