一種雙定子桿式彎曲型超聲波電機(jī)的研究.pdf

1、超聲波電機(jī)（Ultrasonic Motor，簡(jiǎn)稱USM）是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一種新型微特電機(jī)。它不同于傳統(tǒng)電機(jī)，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(dòng)，再通過(guò)定、轉(zhuǎn)子之間的摩擦作用將振子的微幅振動(dòng)轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)子的宏觀旋轉(zhuǎn)（直線）運(yùn)動(dòng)，輸出功率，驅(qū)動(dòng)負(fù)載。超聲波電機(jī)作為新型驅(qū)動(dòng)器，擁有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)快、噪音小、低轉(zhuǎn)速、大力矩、便于控制驅(qū)動(dòng)、無(wú)電磁干擾和斷電自鎖等優(yōu)點(diǎn)，基于這些傳統(tǒng)電機(jī)

2、無(wú)法比擬的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，它在微型機(jī)械、汽車工業(yè)、智能機(jī)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(jī)應(yīng)運(yùn)而生，其中小型化和大力矩成為人們研究的重點(diǎn)。在參考大量國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上本文以雙定子桿式彎曲型超聲波電機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其運(yùn)行機(jī)理、設(shè)計(jì)理論、電學(xué)匹配等進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，并將電機(jī)樣機(jī)進(jìn)行了加工裝配。主要內(nèi)容如下:
　　(1)闡述了超聲波電機(jī)的研究意義

3、和發(fā)展歷程，簡(jiǎn)單介紹了其分類、特點(diǎn)、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及應(yīng)用情況，確定了本文研究?jī)?nèi)容。
　　(2)介紹了桿式彎曲型超聲波電機(jī)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(dòng)理論，并建立了數(shù)學(xué)模型。對(duì)電機(jī)運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行深入研究，推導(dǎo)出電機(jī)定子端面質(zhì)點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡，并用MATLAB對(duì)軌跡進(jìn)行仿真，同時(shí)對(duì)定轉(zhuǎn)子間的接觸模型進(jìn)行了研究。
　　(3)對(duì)雙定子桿式彎曲型超聲波電機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，介紹了蘭杰文振子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出電機(jī)錐面驅(qū)動(dòng)