A high power and high torque density piezoelectric motor is developed using torsional actuator tube (stator) directly coupled to the rotor via one or two one way clutches. A cylindrical torsional actuator is comprised of a plurality of tubular piezoelectric ceramic segments poled along their length, aligned in alternate polarity and bonded together with intervening electrodes. When an alternating electric field is applied to the electrodes across adjacent segments to actuate the segments in their shear resonance mode, an end of the cylindrical actuator moves in a direction perpendicular to the length of the cylindrical actuator in response to the applied electric field. In a half cycle torsional motor, the angular motion of the end of the cylindrical actuator is transmitted to a rotor via a one way roller clutch positioned at one end of the cylindrical actuator. A full cycle motor has a second one way clutch positioned at the other end of the cylindrical actuator tube such that both ends of the tube vibrate in opposite angular directions. These rotary displacements contributed alternatively from both ends of the cylindrical actuator (stator) are selectively transmitted to the rotor in unidirectional rotary motion via a set of one-way clutches. The clutches are built into both ends of the stator tube in such an orientation that the minute strokes are accumulated by converting the high frequency mechanical vibrations into continuous (or step-wise) motion of the rotor. Thus the power generated in the piezoelectric element is converted directly into rotary motion of the rotor, and thus this coupling mechanism results in a highly efficient motor. Specific values of the torsional angle and torque can be tailored for each application, by varying the actuator material, geometry and the applied alternating electric field.

Um motor piezoelectric do poder elevado e da densidade elevada do torque é desenvolvido usando o tubo de torção do atuador (estator) acoplado diretamente ao rotor através de uma ou dois embreagens unidirecionais. Um atuador de torção cilíndrico é compreendido de um plurality de segmentos cerâmicos piezoelectric tubulares poled ao longo de seu comprimento, alinhou na polaridade alterna e ligou-se junto com os elétrodos de intervenção. Quando um campo elétrico alterno é aplicado aos elétrodos através dos segmentos adjacentes para atuar os segmentos em sua modalidade do resonance da tesoura, uma extremidade do atuador cilíndrico move-se em uma perpendicular do sentido para o comprimento do atuador cilíndrico em resposta ao campo elétrico aplicado. Em um motor de torção do meio ciclo, o movimento angular da extremidade do atuador cilíndrico é transmitido a um rotor através de uma embreagem de sentido único do rolo posicionada em uma extremidade do atuador cilíndrico. Um motor cheio do ciclo tem uma segunda embreagem unidirecional posicionada no extremo oposto do tubo cilíndrico do atuador tais que ambas as extremidades do tubo vibram em sentidos angulares opostos. Estes deslocamentos giratórios contribuídos alternativamente de ambas as extremidades do atuador cilíndrico (estator) são transmitidos seletivamente ao rotor no movimento giratório unidirectional através de um jogo de embreagens unidirecionais. As embreagens são construídas em ambas as extremidades do tubo do estator em tal orientação que os cursos minuciosos estão acumulados convertendo as vibrações mecânicas de alta freqüência no movimento contínuo (ou step-wise) do rotor. Assim o poder gerado no elemento piezoelectric é convertido diretamente no movimento giratório do rotor, e assim este mecanismo do acoplamento resulta em um motor altamente eficiente. Os valores específicos do ângulo e do torque de torção podem ser costurados para cada aplicação, variando o material do atuador, a geometria e o campo elétrico alterno aplicado.