一种新型中空轴压电电机结构设计

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1、·机械制造·白永明·一种新型中空轴压电电机的结构设计一种新型中空轴压电电机的结构设计白永明(无锡工艺职业技术学院，江苏宜兴214206)摘要：中空轴压电电机作为一种新型微特电机，在一些特殊领域有良好的应用前景。鉴于行波驱动中空轴压电电机的一些不足，提出一种依靠驻波驱动的中空轴压电电机的结构设计。该电机设计结构简单，容易实现。根据实际需要，中空轴直径可大幅度调节，输出推力也可灵活调节。关键词：中空轴；压电电机；结构设计中图分类号：THI22；TM38文献标志码：B文章编号：1671．5276(2014)04．0019—02NewSt

2、ructureDesignofHollowShaftPiezoelectricMotorBAIYong—ming(WuxiInstituteofarts&technology，Yixing214206，China)Abstract：Thehollowshaftpiezoelectricmotorisusedasanewtypeofmicromotor．whichhaveagoodapplicationprospectinsomespecialfields．Inviewofitsdefectsintheprocessoftravel

3、ingwavedrive，thispaperputsforwardthenewstructuredesignofthismo—tordrivenbystandingwave．Themotorhastheadvantagesofsimplestructureandeasyrealization．Accordingtotheactualneeds，thehollowshaftdiametercanbegreatlyadjusted，andtheoutputthrustalsocanbeadjustedflexiblybyincreas

4、ingordecreasingthenumberofstators．Keywords：hollowshaft；piezoelectricmotor；structuredesign0引言目前市场上使用的中空电机一般为电磁型电机，由空心转轴、磁钢、铁芯、平衡块、端盖、磁环和机壳等主要构件组成。虽然电磁型电机的研究比较成熟，使用广泛，但也存在一定的缺陷，限制其在某些特殊领域的使用。电磁型中空电机转轴是细长型的，中空内径可调范围小；工作时有磁场，在一些必须无磁的医用器材和深空探测的摄像设备上就无法使用；结构复杂致使电机质量大，如用于深空探

5、测则会增大发射质量；电磁电机断电不能自锁如用于相机镜头自动调焦则会影响定位精确性。为了克服现有电磁型中空电机的不足，国内外很多研图1应用中空轴压电电机的镜头究机构和学者研发基于压电技术驱动的中空轴压电电机。压电电机具有无线圈，结构简单、质量轻、断电自锁、低速工比较困难，压电陶瓷分区极化精度要求严格，此外如要大力矩和工作无磁等优点J。中空轴压电电机将在镜头制作大直径中空压电电机所需的大尺寸压电陶瓷制备也很困难l2J。因此本设计研究提出一种定子结构相对简自动调焦、深空探测和一些特殊医用设备上将有着良好的应用，图1所示为行波驱动中空轴压

6、电电机在相机自动调单、依靠驻波驱动的新型中空压电电机。焦设备上的应用。本研究设计的中空轴压电电机主要包括定子、转子、机座和其他附属装置，其中定子是重点设计部件。1驻波驱动中空压电电机的设计如图3所示的定子结构图，振动体包括横向振动体3和纵向振动体8两部分构成，通过焊接联接。横向振行波驱动中空轴压电电机的驱动行波需要两相同频动体的两端分别装有压电陶瓷2，两者的极化方向相反，相位差为90。驻波合成，通过在分区极化压电陶瓷上施加施加相同的激励信号产生相反的运动，纵向振动体底部同频相位差为9O。的正弦激励信号即可实现，电机结构如也装有压电

7、陶瓷。利用压电陶瓷的d效应分别激发定图2。行波电机定子上开有密布的槽，定子结构设计和加子横向和纵向振动体的刚性振动，可在振动体的端部合作者简介：白永明(1982一)，男，江苏宜兴人，讲师，主要从事机电一体化技术研究。MachineBuildingAutomation，Aug2014，3(4)：19-20，48·19·