縱彎模態(tài)四懸臂復(fù)合換能器式圓筒行波超聲電機(jī)的研究.pdf

1、超聲電機(jī)是一種基于壓電效應(yīng)和超聲振動(dòng)的高新技術(shù)電機(jī)。超聲電機(jī)擁有大轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速低、靈活設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、斷電自鎖、響應(yīng)速度比較快和沒(méi)有電磁干擾等特征的新型電機(jī)。為了擴(kuò)寬超聲電機(jī)的領(lǐng)域，增大超聲電機(jī)的力矩來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人關(guān)節(jié)或者高精密設(shè)備平臺(tái)等方向的直接驅(qū)動(dòng)?；谏鲜鲆?，本人選擇了懸臂縱彎復(fù)合換能器式行波超聲電機(jī)作為對(duì)象，提出了一種四懸臂縱彎復(fù)合換能器式超聲電機(jī)，通過(guò)增加懸臂換能器個(gè)數(shù)，以達(dá)到增加力矩的目的。本文主要進(jìn)行的工作如下：
　　

2、（1）介紹了金屬材料和壓電材料的性能參數(shù)，針對(duì)不同的屬性類(lèi)型，對(duì)應(yīng)的分析了不同的壓電方程，從基本的振動(dòng)模式出發(fā)，設(shè)計(jì)出壓電陶瓷的擺放位置。而且對(duì)縱彎模態(tài)懸臂結(jié)構(gòu)的方案進(jìn)行了分析，為原理分析和模態(tài)簡(jiǎn)并提供了理論基礎(chǔ)。
　　（2）在結(jié)構(gòu)上形成了一款新型四懸臂結(jié)構(gòu)，整個(gè)工作過(guò)程的耦合作用極大地減少，減震性能良好。從電機(jī)的工作軌跡、運(yùn)行模式展開(kāi)具體的說(shuō)明和分析，圍繞著橫縱軸的實(shí)際運(yùn)行軌跡，結(jié)合具體的參數(shù)指數(shù)，進(jìn)行方程運(yùn)算，檢驗(yàn)理論的可行性

3、、可靠性。
　　（3）對(duì)超聲電機(jī)結(jié)構(gòu)主體換能器的模型建構(gòu)工作，運(yùn)用有限元法設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)器的懸臂梁換能器和圓筒，實(shí)現(xiàn)兩者的模態(tài)簡(jiǎn)并。對(duì)驅(qū)動(dòng)器整體進(jìn)行有限元分析，調(diào)整并獲得換能器和圓筒的的最終尺寸參數(shù)，通過(guò)對(duì)有限元模型進(jìn)行諧響應(yīng)分析，得出電機(jī)定子驅(qū)動(dòng)器在21288hz處位移達(dá)到最大值，可以實(shí)現(xiàn)共振。通過(guò)對(duì)定子驅(qū)動(dòng)器上的質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行瞬態(tài)分析，得出在前文設(shè)定的激勵(lì)條件下，定子驅(qū)動(dòng)器可以驅(qū)動(dòng)出XOY方向運(yùn)動(dòng)，并且質(zhì)點(diǎn)位移提高3倍，從而證明提出的電機(jī)