一種雙定子桿式彎曲型超聲波電機的研究.pdf

1、超聲波電機（Ultrasonic Motor，簡稱USM）是20世紀80年代發(fā)展起來的一種新型微特電機。它不同于傳統(tǒng)電機，利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)，將施加在壓電振子（定子）上的電能轉(zhuǎn)化為其在超聲頻段內(nèi)的微幅振動，再通過定、轉(zhuǎn)子之間的摩擦作用將振子的微幅振動轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)子的宏觀旋轉(zhuǎn)（直線）運動，輸出功率，驅(qū)動負載。超聲波電機作為新型驅(qū)動器，擁有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)快、噪音小、低轉(zhuǎn)速、大力矩、便于控制驅(qū)動、無電磁干擾和斷電自鎖等優(yōu)點，基于這些傳統(tǒng)電機

2、無法比擬的獨特優(yōu)勢，它在微型機械、汽車工業(yè)、智能機器人、精密儀器和航空航天等領(lǐng)域都有涉及且有著廣闊的發(fā)展空間。
　　為滿足在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用需求，各種結(jié)構(gòu)形式的超聲波電機應(yīng)運而生，其中小型化和大力矩成為人們研究的重點。在參考大量國內(nèi)外研究文獻的基礎(chǔ)上本文以雙定子桿式彎曲型超聲波電機為研究對象，對其運行機理、設(shè)計理論、電學匹配等進行了較為系統(tǒng)的研究，并將電機樣機進行了加工裝配。主要內(nèi)容如下:
　　(1)闡述了超聲波電機的研究意義

3、和發(fā)展歷程，簡單介紹了其分類、特點、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及應(yīng)用情況，確定了本文研究內(nèi)容。
　　(2)介紹了桿式彎曲型超聲波電機相關(guān)的基礎(chǔ)理論，主要包括壓電陶瓷的性質(zhì)和梁的彎曲振動理論，并建立了數(shù)學模型。對電機運行機理進行深入研究，推導(dǎo)出電機定子端面質(zhì)點的橢圓運動軌跡，并用MATLAB對軌跡進行仿真，同時對定轉(zhuǎn)子間的接觸模型進行了研究。
　　(3)對雙定子桿式彎曲型超聲波電機進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，介紹了蘭杰文振子結(jié)構(gòu)特點，提出電機錐面驅(qū)動