縱扭復(fù)合型超聲波電機(jī)的設(shè)計(jì)制作與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、超聲波電機(jī)(Ultrosonic Motor)是近二十年發(fā)展起來的一種新型電機(jī)，其原理不同于傳統(tǒng)的電磁型電機(jī)，它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)激發(fā)超聲振動，借助彈性體諧振放大，通過摩擦耦合產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或直線運(yùn)動。其顯著特點(diǎn)是低轉(zhuǎn)速、大力矩、結(jié)構(gòu)簡單、可用于直接驅(qū)動、電磁兼容性好并具有斷電自鎖等功能，已在某些特殊領(lǐng)域取得一席之地。 超聲波電機(jī)的形式多種多樣，小型化和大力矩是其發(fā)展的兩個重要方向。其中縱扭復(fù)合型超聲波電機(jī)以其輸出力矩大而

2、具有良好的發(fā)展前景。本文以縱扭復(fù)合型超聲波電機(jī)為研究對象，對其驅(qū)動機(jī)理、設(shè)計(jì)理論、頻率簡并以及電機(jī)特性等進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究。 本文開展的研究工作和取得的成果如下： 1、首先回顧了國內(nèi)外超聲波電機(jī)的發(fā)展歷史，介紹了超聲波電機(jī)的特點(diǎn)、分類和基本原理；重點(diǎn)介紹縱扭復(fù)合型超聲波電機(jī)的特點(diǎn)、發(fā)展簡史以及國內(nèi)外的研究狀況。 2、介紹縱扭復(fù)合型超聲波電機(jī)相關(guān)基礎(chǔ)理論，分析縱扭復(fù)合型超聲波電機(jī)橢圓軌跡的形成，給出了該類電機(jī)的驅(qū)動

3、機(jī)理。 3、利用電機(jī)機(jī)電等效模型，介紹縱扭復(fù)合型超聲波電機(jī)縱振子和扭振子在單獨(dú)激勵情況下的諧振頻率方程；在此基礎(chǔ)上我們提出了一種新的計(jì)算方法，這種方法以扭振子的諧振頻率為設(shè)計(jì)頻率，兼顧縱振子的諧振頻率。通過對兩種模型計(jì)算結(jié)果的分析比較，得出了一套新的設(shè)計(jì)縱扭復(fù)合型超聲波電機(jī)的理論計(jì)算方法。 4、分析了電機(jī)縱、扭頻率簡并的問題。提出了增加縱振壓電陶瓷晶堆厚度的方法來解決電機(jī)的縱振子工作于非諧振狀態(tài)以至振幅過小、預(yù)緊力太小的