圆筒型非接触超声马达的实验研究

研制了一种圆筒型非接触超声波马达，其定子圆筒和转子间设置了间隙。文中给出马达的结构及激振方法，并测试了样机的输出性能。实验表明，马达转子的转动方向与接触型马达转子转动方向相反，输出转速与输入电压具有线性关系。     

神经网络在超声波马达控制中的应用现状

超声波马达作为一种新型马达具有显著的优点。但由于其输出特性的严重非线性及其数学模型的不精确性。难以实现精确控制，因此影响了超声波马达的实际应用。发达国家及地区已将能对非线性系统实现有效控制的神经网络理论应用到超声波马达的控制中并取得了较好的效果。目前境内有关这方面的研究内容仍是一个空白，在查阅大量文献的基础上较全面的综述了神经网络理论在超声波马达控制研究中的现状，主要介绍了目前所应用的神经网络控制形式、结构、算法及其控制效果。并结合神经网络相关发展做出进一步展望。     

行波非接触压电马达的声波传播分析

以行波非接触压电马达为对象，对其工作情况进行了分析，指出通过超声波由固体气体固体的传递，使得压电振子产生的机械振动能传到从动件上，并推动从动件运动。因此，进一步从声波传递特性入手，分析了声波的传递过程及作用，并说明行波非接触压电马达是通过超声波的辐射压力，推动从动件运动的；同时，由于声波在不同介质中传递时，介质的界面有反射作用，因而当超声波穿过空气介质传递到从动件时，能量大部分被反射。所以，目前这种行波非接触压电马达难以产生较大的输出能力。     

非接触压电马达驱动机理分析

主要研究行波型非接触压电马达的驱动机理，该文引入边界层概念，对振动体产生的边界层进行分析，探讨行波型超声波非接触驱动机理。给出在振于产生的边界层内超声波非接触驱动主要为声流驱动，而在边界层外是由壁面行波产生的斜向声辐射压力驱动。     

超声波马达在美国的发展

基于参考文献和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络查询,提出超声波马达在美国的最新研究与主要方向。研究包括：微型超声波马达、具有新颖结构的压电驱动器、超声波马达的使用寿命、超声波马达在太空环境中的应用研究等,这些方面已引起学者们的极大关注。这些重要的研究跨及航天、海洋、军事和民用领域。     

线性双向式超声波马达的设计与分析

提出了双Π形线性双向式小型超声波马达模型，分析了这种超声波马达的线性驱动原理及其受力情况。通过计算机模拟仿真，证明了该理论模型的正确性和可靠性，指出了小型线性超声波马达的应用前景及其所要解决的主要问题。利用该原理的超声波马达将具有体积小、结构简单、重量轻、换向方便、响应速度快、可控性好等特点。     

液体媒质非接触型压电超声马达机理研究

介绍了一种液体媒质非接触型压电超声马达；这种马达的定子与转子是不接触的，且转子处于液体媒质中，定子压电振动所产生的能量通过定、转子间的液体传递给转子，从而驱动转子旋转，是压电超声马达的一个新的研究领域，文章给出了液体媒质非接触型压电超声马达的结构及驱动电路，对其运行机理进行了分析，并对目前存在的问题及进一步的研究方向作了阐述。     

自动化技术与远动技术

0605030 非接触压电马达驱动机理分析[刊,中]／刘景全／／压电与声光．-2005,27(5)．-562-565(L) 主要研究行波型非接触压电马达的驱动机理,该文引入边界层概念,对振动体产生的边界层进行分析, 探讨行波型超声波非接触驱动机理。给出在振子产生     

复合型直线超声波马达

国内外对直线型超声波马达的理论探索和研制进行了大量的研究。根据近十几年来国内外的有关文献资料,从振动模态的角度分类总结了国内外纵弯型、纵扭型、纵振型、弯振型四类典型直线型超声波马达的发展及其研究现状,并概述了其工作原理和特点。     

几种电子陶瓷新器件

<正> 近年来,电子陶瓷器件的发展很快,本文介绍下列五种电子陶瓷新器件,期望能引起同行的兴趣,努力开拓电子陶瓷的新应用。 一、超声波马达 利用电致伸缩或磁致伸缩振子,使转子旋转的马达称之为超声波马达。因电致伸缩型的结构简单、不需要线圈、没有漏磁,故通常采用电致伸缩型。超声波马达具有小型、轻量的特点,电磁马达每公斤重量的输出是10～50W,而超声波马达每公斤重量的输出达     

直线超声马达研究进展

简述了近十年来直线超声马达的研究进展,分析了超声马达在结构设计和摩擦驱动等方面的关键问题。分析表明,开发新型原理的超声马达方兴未艾,但接触型马达为目前直线马达的主要发展方向。本体结构简化、驱动性能增强、工作效率及稳定性提高,是超声马达结构设计时应考虑的目标和任务。但接触型直线马达正常工作过程就是定/动子间的高频冲击磨损过程,定动子间摩擦学设计至关重要。另外,装配预紧力、接触间隙和磨损过程等引起的非线性问题,在马达设计制造和使用维护中应给予关注。最后,探讨了马达使用性能及运行寿命的影响因素,并总结了直线超声马达工作过程中的能量损失缘由和噪声产生机理。     

圆筒压电振子产生周向行波的激励原理

圆筒型行波非接触超声马达需要在某圆周方向形成行波以产生驱动力。文章较系统地研究激励圆筒振子产生周向行波的原理，分别给出了激励源在空间和时间上的关系，为有效设计和激励压电振子提供了理论依据。同时对多种激励法进行了研究和比较，给出了相对简便的激励法。最后根据理论分析，设计了振子进行实验，实验结果与理论分析取得了较好的一致。     

单相驱动旋转型驻波超声电机的运动机理

尽管单相驱动的旋转型驻波超声电机的原型样机早已研制成功,但对这类电机的运动机理的研究却一直局限在定性研究上。对于单相驱动的旋转型驻波超声电机来说,定子上的齿是运动传递的关键部分。因此对齿的运动特性的研究对进一步研究定、转子的摩擦接触过程有很重要的意义。以单相驱动的旋转型驻波超声电机为研究对象,通过假设定子的振动模态法对单相驱动的旋转型驻波超声电机的定子上的齿的运动特性进行了理论推导,并作了计算机仿真研究,得出了齿的运动轨迹以及速度曲线。     

行波型超声波电机等效电路建模

该文在深入分析超声电机运行机理的基础上,从定子、接触区域和转子3方面建立了超声电机等效电路模型。综合现有超声电机等效电路模型的优缺点,考虑摩擦耦合对超声电机的影响,并结合转子振动方程,提出了摩擦层与转子的等效电路模型;对转子侧等效模型进行优化,使其与定子模型结合成完整的电机模型。基于所建立的模型理论,对等效电路进行仿真,仿真结果表明了转子对整个电机电气特征的影响。通过对实际超声电机的测试及其与仿真波形的对比,验证了所提出的行波型超声波电机等效电路模型的正确性,为进一步开展超声电机驱动器和控制器的设计提供了模型基础。     

Ultrasonic motors

Ultrasonic motors represent an alternative to the conventional electromagnetic motor principle. They comprise a stationary resonator, which is excited to produce mechanical oscillations in the ultrasonic frequency range, and a passive rotor. The oscillating end of the resonator drives the rotor via a friction contact. Two newly-developed operating principles for ultrasonic motors based on rod-shaped resonators will be discussed. A single-mode drive utilizes the longitudinal oscillation of a tapered rod-shaped resonator, resulting in an ultrasonic motor with a single direction of rotation. The bimodal motor uses superimposed longitudinal and flexural oscillations and can easily be electronically driven in both directions. Ultrasonic motors are distinguished by high torques at low speed, a large holding torque when switched off and the absence of a magnetic field.     

基于横波衍射法应用激光-电磁超声检测内部缺陷

为了有效评估出工件内部缺陷的深度,提出了脉冲激光激励和电磁超声换能器接收的非接触式检测方法。分析了超声波的烧蚀激励原理,体波作用于缺陷后的衍射现象,以及电磁超声的接收过程。依据横波衍射理论,当电磁超声换能器处于缺陷正上方时,衍射信号的渡越时间将取得最小值,基于此推导了缺陷深度计算公式并讨论了检测盲区。搭建了工件内部缺陷的激光-电磁超声检测系统,先后测量了内部含有圆孔和不同倾角裂纹的工件试样。在固定激励点的前提下,移动电磁超声换能器,观察信号渡越时间的变化规律,以及分析衍射横波的相位特征。提取衍射横波的最小渡越时间并求得缺陷深度值,其相对误差均在±3之内。实验结果表明,激光-电磁超声检测方法能够有效测量出缺陷深度,可作为接触式压电超声检测技术的一种补充方案,应用于无法满足耦合条件的场合。     

直线超声电机动子运动特性研究

对基于面内振动的直线超声电机运动特性进行研究,简述了电机工作原理及定子椭圆运动产生条件,分析了电机运转时动子与定子的接触状态。结合定子周期性伸缩振动,以等速点（定子与动子速度相等时刻点）和临界接触点为分割点,研究了一个激励信号周期内动子的速度变化趋势,建立了稳态下动子的速度模型和位移模型。基于所建模型,借助仿真手段研究了动、定子装配间距与动子速度之间的关系。结果表明,在保证电机正常工作的前提下,动子运动速度与动、定子间装配间距近似线性关系。     

旋转行波超声电机最优预压力的研究

为提升旋转行波超声电机输出性能,研究其在不同负载下的最优预压力,针对TRUM-70H超声电机进行了理论计算和实验验证。建立超声电机动力学模型,分析了预压力对超声电机机械特性的影响;以TRUM-70H超声电机为对象,分析其最优预压力与负载力矩间的关系;搭建超声电机多功能测试平台,验证理论推导结果,并指出误差存在的原因;根据研究结论,提出超声电机装配时应根据负载选用预压力。结果表明,预压力和负载力矩对超声电机转速的影响存在耦合关系;在超声电机有效工作范围内,最优预压力值与负载力矩近似呈线性正相关;装配时根据实际负载需求设定超声电机预压力,可提高其输出效率。     

基于频域衰减系数的Al Cu Mg铝合金激光超声评价

本文采用激光超声无损检测技术对Al Cu Mg铝合金进行检测,通过变分模态分解法(Variational Modal Decomposition,VMD)提取了激光超声信号的频域衰减系数,并通过扫面电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、拉伸试验和显微硬度试验等实验方法对Al Cu Mg铝合金的微观组织和力学性能进行检测,将激光超声频域衰减系数和Al Cu Mg铝合金的微观组织和力学性能进行耦合。结果表明:衰减系数与析出相含量、平均晶粒尺寸力学性能均有一定的相关性,激光超声检测方法可以识别Al Cu Mg铝合金微观组织和力学性能变化趋势,这为Al Cu Mg铝合金微观组织和力学性能的非接触、快速无损评价提供了一个新方法。