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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种基于多个兰杰文换能器的双转子型超声电机，包括定子、输出轴、轴承、两个转子、两个预紧螺母和两个预紧弹簧。定子包含基体、驱动模块和固定支架。驱动模块包括两个驱动环、法兰盘和四个兰杰文换能器。兰杰文换能器工作在一阶纵振模态，并且耦合了两个驱动环的面外弯振模态，通过两相驱动信号在两个驱动环上同时激发出行波，同步驱动双转子旋转，该设计显著提高了超声电机的驱动性能和工作效率。本发明具有输出性能优异、结构尺寸不受传统环形多分区压电陶瓷片的限制，设计形式灵活，且输出扭矩大、工作寿命长，可广泛应用于航空航天、精密光学、精密制造领域。

主权项：1.一种基于多个兰杰文换能器的双转子型超声电机，其特征在于，包括定子、输出轴、轴承、第一至第二转子、第一至第二预紧螺母、以及第一至第二预紧弹簧；所述定子包含基体、驱动模块和固定支架；所述基体包含固定盘和连接筒，其中，所述固定盘成圆盘状，用于和外界固连；所述连接筒为两端开口的空心圆柱体，一端和所述固定盘的内壁同轴固连；所述驱动模块包括法兰盘、第一至第二驱动环、以及第一至第四兰杰文换能器；所述第一至第二驱动环结构相同，呈圆环状，一个端面上周向均匀设有m个驱动齿，m为大于等于3的自然数；所述法兰盘呈圆环状，其上周向均匀设有和第一至第四兰杰文换能器一一对应的第一至第四安装通孔；所述第一至第四兰杰文换能器结构相同，均包含双头螺栓、第一至第二变幅杆、以及第一至第二压电陶瓷组；所述双头螺栓包含螺帽、第一螺杆和第二螺杆，其中，所述螺帽呈正多边形；第一螺杆、第二螺杆分别和所述螺帽的两个端面同轴固连，第一螺杆、第二螺杆上的螺纹旋向相反；所述第一至第二变幅杆为结构相同，均采用变截面结构，横截面从一端到另一端逐渐变小，且面积较大的端面中心均设有和所述双头螺栓相配合的螺纹盲孔；所述第一至第二压电陶瓷组均包含2p个依次层叠的压电陶瓷片，p为大于等于1的自然数；所述压电陶瓷片呈圆形或正多边形，沿厚度方向极化，中心设有用于和所述双头螺栓相配合的通孔；所述双头螺栓的第一螺杆依次穿过法兰盘上和其所在兰杰文换能器对应的安装通孔、第一压电陶瓷组后和所述第一变幅杆上的螺纹盲孔螺纹相连，将第一压电陶瓷组夹紧在法兰盘和第一变幅杆之间；双头螺栓的第二螺杆穿过第二压电陶瓷组后和所述第二变幅杆上的螺纹盲孔螺纹相连，将第二压电陶瓷组夹紧在螺帽和第二变幅杆之间；所述第一压电陶瓷组中与第一变幅杆相抵的压电陶瓷片的极化方向和第二压电陶瓷组中与第二变幅杆相抵的压电陶瓷片的极化方向相反；所述固定盘上周向均匀设有四个供所述第一至第四兰杰文换能器的第二变幅杆的通孔；所述第一至第四兰杰文换能器中第一变幅杆面积较小的一端均和所述第一驱动环未设驱动齿的端面固连，使得第一驱动环和法兰盘同轴；第一至第四兰杰文换能器中第二变幅杆面积较小的一端穿过固定盘上其对应的通孔后均和所述第二驱动环未设驱动齿的端面固连，使得第二驱动环和法兰盘同轴；所述连接筒远离固定盘的一端通过所述固定支架和所述法兰盘的内壁同轴固连；所述轴承设置在连接筒和输出轴之间，内圈和输出轴同轴固连，外圈和连接筒同轴固连；所述输出轴的两端分别设有和所述第一预紧螺母、第二预紧螺母相配合的外螺纹；所述第一至第二转子结构相同，均呈圆盘状；第一转子、第二转子分别套在所述输出轴的两端，内壁均和输出轴键连，周向和输出轴固定，轴向能够相对输出轴自由滑动；所述第一预紧螺母和输出轴螺纹相连；第一预紧弹簧设置套在输出轴外，一端和第一预紧螺母相抵，另一端和第一转子相抵，呈压缩状态，使得第一转子和所述第一驱动环上的驱动齿相抵；所述第二预紧螺母和输出轴螺纹相连；第二预紧弹簧设置套在输出轴外，一端和第二预紧螺母相抵，另一端和第二转子相抵，呈压缩状态，使得第二转子和所述第二驱动环上的驱动齿相抵。。

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百度查询： 南京航空航天大学 一种基于多个兰杰文换能器的双转子型超声电机