专利名称：非对称驱动电极的非接触超声微马达的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及的是一种微机电技术领域的器件，具体地说，是一种非对称驱动电极的非接触超声微马达。
背景技术：
20世纪80年代开发出一种新型的驱动机构——超声马达。它和传统的电磁马达相比，具有结构简单、结构可变、无电磁干扰、无噪音等优点。已逐步应用到照相机的自动调焦装置、自动传输机构中等。但由于常规的超声马达定子和转子(或滑块)是接触的，通过摩擦力带动转子转动(或滑块的滑动)。因而降低了马达的寿命，限制了马达的转速。为了拓宽超声马达的应用范围，于是非接触超声波马达被提出和研究。超声马达的激励方式通常是首先对压电陶瓷进行同一方向的正常极化，然后按定子的振动节径数分成四倍于节径数的扇区，最后将这些扇区依次连接具有相位差的交流信号。但是由于这种激励方式所产生的机电耦合系数通常较低，难以获得达的位移，因此转速较低。
经对现有技术的文献检索发现，上世纪90年代初Y.Yamayoshi等人在《International Journal of Applied Electromagnetics in Marerials》，Vol.3(1992)pp179-182页上撰文“Ultrasonic motor not using mechanicalfriction force”(“不用机械摩擦力驱动的超声波马达”《应用电磁学的国际材料学报》)，该文介绍了一种非接触式超声波微马达，利用叉指电极来极化压电陶瓷和激励定子产生B03模态的弯曲振动，在定转子间隙处产生行波声场，从而形成声辐射压力来驱动转子转动，并利用反射板能够提高转子转速。转子在驱动电压100Vp-p下转速达3000rpm。但是由于这种电极结构复杂，给微加工工艺带来困难，而且转速不高，很难在要求高速的条件下应用这种马达。而且随着定子尺寸的进一步减小，对于加工和制作这种结构对称、线条完好的叉指电极十分困难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种非对称驱动电极的非接触超声微马达，使其结构简单，易加工，高转速。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括基底、压电陶瓷片、金属弹性体、微转子、转轴和四个驱动电极，转轴固定在基底上，压电陶瓷片粘贴在金属弹性体上，压电陶瓷片和转轴间隙配合，微转子设在转轴上，压电陶瓷片的一侧设有四个驱动电极，所述的四个驱动电极的扇区角度大小依次为36°、72°、108°和144°。
所述的压电陶瓷片，沿厚度方向极化。
所述的压电陶瓷片为圆形。
所述的金属弹性体是圆形。
所述的微转子，在驱动电压升高时，其转速呈线性增加。
所述的压电陶瓷片、金属弹性体、转轴和四个驱动电极构成定子。
在扇区角度大小依次为36°、72°、108°和144°非对称驱动电极上依次施加sinωt、cosωt、-sinωt、-cosωt的等幅值交变电压时，压电陶瓷片受电场作用产生弯曲变形，带动金属弹性体振动，并调整驱动频率使定子产生B(2，1)旋转模态，其中B(2，1)代表弯曲振动模态(2为2个节线，1为1个节圆)。定子表面形成行波，行波声场产生轴向、径向和周向三个方向的力，轴向的力使微转子悬浮，径向力使微转子保持平衡，不偏心，切向力使微转子产生旋转，微转子的转动方向和定子形成的行波前进方向一致，而接触式超声微马达转子转动方向和行波相反。
本发明采用了基于非对称电极结构的非接触驱动方式，突破了接触式超声微马达的寿命短、转速低的使用限制；该马达还能通过单相信号来驱动转子悬浮并旋转，这样大大简化了驱动电源；而且该马达采用微细加工的方法制造与实现，易于生产批量化、微型化等优点，为超声波微马达的实际应用奠定了基础。
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明定子结构示意图。
具体实施例方式
如图1、2所示，本发明包括基底1、压电陶瓷片2、金属弹性体3、微转子4、转轴5和驱动电极6、7、8、9，转轴5固定在基底1上，压电陶瓷片2粘贴在金属弹性体3上，压电陶瓷片2和转轴5间隙配合，微转子4设在转轴5上，压电陶瓷片2的一侧设有驱动电极6、7、8、9，所述的驱动电极6、7、8、9的扇区角度大小依次为36°、72°、108°和144°。
所述的压电陶瓷片2，沿厚度方向极化。
所述的压电陶瓷片2为圆形。
所述的金属弹性体3是圆形。
所述的微转子4，其叶片厚度、外径和转轴直径的尺寸大小相同。
所述的微转子4是三叶片或六叶片结构。
所述的微转子4，在20V驱动电压下，其三叶片的最大转速为5100rpm。
所述的微转子4，在20V驱动电压下，其六叶片的最大转速为3700rpm。
所述的微转子4，在驱动电压升高时，其转速呈线性增加。
所述的压电陶瓷片2、金属弹性体3、转轴5和驱动电极6、7、8、9构成定子。
权利要求
1.一种非对称驱动电极的非接触超声微马达，包括基底(1)、压电陶瓷片(2)、金属弹性体(3)、微转子(4)、转轴(5)和驱动电极(6、7、8、9)，其特征在于，转轴(5)固定在基底(1)上，压电陶瓷片(2)粘贴在金属弹性体(3)上，压电陶瓷片(2)和转轴(5)间隙配合，微转子(4)设在转轴(5)上，压电陶瓷片(2)的一侧设有驱动电极(6、7、8、9)，所述的驱动电极(6、7、8、9)的扇区角度大小依次为36°、72°、108°和144°。
2.根据权利要求1所述的非对称驱动电极的非接触超声微马达，其特征是，所述的压电陶瓷片(2)，沿厚度方向极化。
3.根据权利要求1或2所述的非对称驱动电极的非接触超声微马达，其特征是，所述的压电陶瓷片(2)为圆形。
4.根据权利要求1所述的非对称驱动电极的非接触超声微马达，其特征是，所述的金属弹性体(3)是圆形。
5.根据权利要求1所述的非对称驱动电极的非接触超声微马达，其特征是，所述的微转子(4)，在驱动电压升高时，其转速呈线性增加。
全文摘要
一种非对称驱动电极的非接触超声微马达，属于微机电技术领域。本发明包括基底、压电陶瓷片、金属弹性体、微转子、转轴和四个驱动电极，转轴固定在基底上，压电陶瓷片粘贴在金属弹性体上，压电陶瓷片和转轴间隙配合，微转子设在转轴上，压电陶瓷片的一侧设有四个驱动电极，所述的四个驱动电极的扇区角度大小依次为36°、72°、108°和144°。本发明采用一种基于非对称电极的非接触式驱动微马达，突破了接触式超声微马达的寿命短、转速低的使用限制，大大地提高了马达性能，扩大了超声微马达的使用范围；而且该马达采用微细加工的方法制造与实现，易于生产批量化、微型化等优点，为超声波微马达的实际应用奠定了基础。
文档编号H02N2/12GK1738180SQ20051002930
公开日2006年2月22日 申请日期2005年9月1日 优先权日2005年9月1日
发明者刘景全, 杨斌, 陈迪 申请人:上海交通大学