1.一种多模态双向运动旋转压电马达,其特征在于:包括底座(1)、转子机构(2)、定子机构(3)和预紧机构(4);
所述的转子机构(2)包括固定在底座(1)上方的轴承座(21)以及安装在轴承座(21)内的转子轴承(22);所述的轴承座(21)为环状结构,其内壁设有沉台(211)用于定位及安装转子轴承(22),所述的转子轴承(22)置于沉台(211)上且转子轴承(22)的外圈与轴承座(21)内壁相固定所述的定子机构(3)包括连接在预紧滑块(41)上的柔性金属振子(31),所述的柔性金属振子(31)包括薄片结构的菱形框体(311)以及连接在菱形框体(311)中一组对角之间的弹性金属基片(312);还包括两组压电陶瓷片(32),两组压电陶瓷片(32)对称固定在弹性金属基片(312)的同一侧面上;还包括固定在柔性金属振子(31)上的第一驱动足(33)和第二驱动足(34),所述第一驱动足(33)及第二驱动足(34)分别固定在菱形框体(311)相邻的两个角部,且第一驱动足(33)与第二驱动足(34)均与转子轴承(22)的内圈接触;
所述的预紧机构安装在底座(1)上表面的导向槽(11)内,所述的预紧机构(4)包括预紧滑块(41)、预紧螺栓(42)及弹簧(43),所述预紧螺栓(42)的栓体部贯穿预紧滑块(41)并与导向槽(11)的槽壁连接,所述的预紧螺栓(42)上套设有弹簧(43),所述的预紧滑块(41)通过螺钉与导向槽(11)的槽底固定。
2.根据权利要求1所述的多模态双向运动旋转压电马达,其特征在于:所述的菱形框体(311)为一体结构,包括依次连接的第一柔性片(3111)、第一连接块(3115)、第二柔性片(3112)、第二连接块(3116)、第三柔性片(3113)、第三连接块(3117)、第四柔性片(3114)及第四连接块(3118),所述的第一柔性片(3111)、第二柔性片(3112)、第三柔性片(3113)及第四柔性片(3114)为菱形框体(311)的四条边,且上述柔性片均为弧形片,所述的第一连接块(3115)、第二连接块(3116)、第三连接块(3117)及第四连接块(3118)为菱形框体(311)的四个角。
3.根据权利要求2所述的多模态双向运动旋转压电马达,其特征在于:所述第一柔性片(3111)、第一连接块(3115)及第二柔性片(3112)形成的夹角处设有与夹角形状相吻合的第一质量块(36),所述第三柔性片(3113)、第三连接块(3117)及第四柔性片(3114)形成的夹角处设有与夹角形状相吻合的第二质量块(37),所述第一质量块(36)与第二质量块(37)的质量相异。
4.根据权利要求2所述的多模态双向运动旋转压电马达,其特征在于:所述的弹性金属基片(312)呈竖直方向布置,其两端分别与第二连接块(3116)及第四连接块(3118)固定,所述弹性金属基片(312)中间位置的两侧对称设置有薄板(313),所述的薄板(313)垂直于弹性金属基片(312),且弹性金属基片(312)与薄板(313)通过柔性铰链(314)连接,所述的弹性金属基片(312)、薄板(313)及柔性铰链(314)为一体成型结构。
5.根据权利要求3所述的多模态双向运动旋转压电马达,其特征在于:所述的柔性金属振子(31)通过固定块(35)连接在预紧滑块(41)上,所述的固定块(35)位于柔性金属振子(31)外侧,且固定块(35)以弹性金属基片(312)为对称轴对称设置两组,两组固定块(35)分别通过连接板(38)与第二柔性片(3112)及第三柔性片(3113)固定,所述固定块(35)的底面低于柔性金属振子(31)的底面以使柔性金属振子(31)与预紧机构(4)之间留有间隙。
6.根据权利要求1所述的多模态双向运动旋转压电马达,其特征在于:所述的第一驱动足(33)连接在第四连接块(3118)的外侧,所述的第二驱动足(34)连接在第三连接块(3117)的外侧,所述第一驱动足(33)及第二驱动足(34)与转子轴承(22)的内圈相接触的端面均为弧面。
7.根据权利要求1所述的多模态双向运动旋转压电马达,其特征在于:所述弹簧(43)的一端与预紧螺栓(42)的栓头部抵靠,弹簧(43)的另一端与预紧滑块(41)相抵靠,通过调节预紧螺栓(42)来调整预紧滑块(41)在导向槽(11)内的位置,从而调节柔性金属振子(31)与转子轴承(22)之间的预紧力;
所述的预紧滑块(41)及导向槽(11)的槽壁上分别设有与预紧螺栓(42)相配合的第一螺纹孔(411)和第二螺纹孔(12),所述第一螺纹孔(411)的两侧对称设有U型槽(412),所述的U型槽(412)内设有连接预紧滑块(41)与底座(1)的螺钉。
8.根据权利要求5所述的多模态双向运动旋转压电马达,其特征在于:所述的柔性金属振子(31)、第一驱动足(33)、第二驱动足(34)、固定块(35)、第一质量块(36)、第二质量块(37)及连接板(38)为一体成型结构。
9.根据权利要求1所述的多模态双向运动旋转压电马达,其特征在于:所述底座(1)、预紧滑块(41)及轴承座(21)的材料为45#钢,所述柔性金属振子(31)的材料为65Mn钢,所述转子轴承(22)的材料为轴承钢,所述预紧螺栓(42)的材料为Q235钢,所述压电陶瓷片(32)的型号为PZT‑4型。