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。     

环形行波超声马达驱动电路的研究和设计

在介绍超声马达运行机理的基础上，分析了环形行波超声马达对驱动电路的要求，用驱动电路解决了超声马达中压电振子的极化问题，设计出了一种新颖的具有频率自动跟踪功能的行波超声马达驱动电路，分析了驱动电路的工作条件，得到了超声马达转速频率关系曲线。     

超声马达模糊控制系统的理论研究

设计了一种新颖的线性双向式超声马达，介绍了典型的超声马达的驱动控制方法，提出了基于模糊控制理论的超声马达的过程调节方法，分析了模糊控制器的结构和原理，给出了模糊控制器的设计方法，最后指出了超声马达模糊控制过程调节系统的发展趋势。     

单路信号激励的非接触超声马达的试验研究

目前研究的非接触超声马达都是建立在行波理论基础上,这类马达需将定子弹性体激励出行波,因而它至少需要两路相位差成π/2信号源,其驱动电路复杂,文章提出了一种新型的圆筒型非接触超声马达,它只需单路信号激励,定子采用在圆筒弹性外表面粘贴矩形板压电陶瓷构成。根据有限元分析设计制造了定子,并进行了可行性试验。文章给出了转子结构尺寸对马达转速的影响试验,当采用四叶片转子时马达无负载的最高转速为2025r/min,并采用间接方式测试了马达的起动转矩。     

适合于电火花加工的超声马达驱动电源的研制

针对微小型电火花加工系统中超声马达的驱动信号中含有高次谐波的现象,进行了超声电发生器输出端的阻抗匹配。在此基础上,进行了频率自动跟踪设计,使超声马达始终工作在谐振状态或准谐振状态。最后进行了加工实验的验证,其结果表明系统的加工效率得到较大提高,且改善了加工质量。     

差动往复式线性超声马达的研究及应用

研制了一种新型的双定子驱动的差动往复式线性超声马达,提出了分组脉冲驱动控制方法,分析了其工作过程,实现了差动往复式线性超声马达的单向步进式进给及双向差动往复式进给,移动体的进给量与运动方向由每组的驱动脉冲数确定。研制的样机在电火花加工中得到了应用。     

基于4mm电磁型微马达的管道检测微机器人系统研究

介绍了一种基于 4mm微型马达的微小机器人系统的设计及制作。新颖的电磁型微马达的设计使得微机器人具有较强的驱动能力和一定的负载能力 ;全方位的结构设计使得微机器人具有高机动性 ;同时 ,利用视觉实现机器人与外部环境相互感知 ,并在其基础上对整个机器人系统的控制结构设计进行了探索     

驻波超声马达驱动电源——频率、相位、幅度均可调整的连续驱动电源

介绍了一种驻波超声马达驱动电源,对其电路组成、工作原理和各功能的实现作了较详细的阐述,并指出研制过程中制作关键部件时应注意的问题。     

基于4 mm电磁型微马达的管道检测微机器人系统研究

介绍了一种基于4 mm微型马达的微小机器人系统的设计及制作.新颖的电磁型微马达的设计使得微机器人具有较强的驱动能力和一定的负载能力;全方位的结构设计使得微机器人具有高机动性;同时,利用视觉实现机器人与外部环境相互感知,并在其基础上对整个机器人系统的控制结构设计进行了探索.     

基于4 mm电磁型微马达的管道检测微机器人系统研究

介绍了一种基于4mm微型马达的微小机器人系统的设计及制作。新颖的电磁型微马达的设计使得微机器人具有较强的驱动能力和一定的负载能力；全方位的结构设计使得微机器人具有高机动性；同时，利用视觉实现机器人与外部环境相互感知，并在其基础上对整个机器人系统的控制结构设计进行了探索。     

基于双定子直线超声电机的移动平台设计

设计了一个新型的直线超声电机移动平台,该平台利用超声电机的并联技术,采用对称的双定子推动直线导轨滑动。定子采用矩形板结构和一端铰支的夹持方式,其工作模态选用矩形结构的一阶弯曲振动模态和一阶纵向振动模态。分析表明,与其他振动模态相比,矩形板结构的一阶振动模态具有较高的输出效率;双定子对称结构能减小定子与直线导轨间预压力对移动平台的影响,利于直线导轨运行稳定性的提高;定子一端铰支的夹持方式能增加定子夹持的切向刚度,可提高平台输出力。该文最后通过实验测试了双定子平台的输出特性。实验结果表明,双定子平台的负载达到8.5kg,最大空载速度为305mm/s,与单定子平台相比,其负载增加了70%。     

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。     

行波型杆式超声电机定子模态干扰的研究

行波型杆式超声电机定子模态干扰会造成电机工作效率低下,不稳定,难以控制等问题。首先利用有限元法和Hamilton理论,建立行波型杆式超声电机定子的动力学有限元模型;其次进行模态分析,求解各模态频率对定子结构参数的灵敏度,以此为依据进行结构参数调整,实现定子工作模态与干扰模态分离;最后制作了定子样机。其模态试验结果表明达到了模态分离的目的:定子工作模态频率至少在2 kHz范围内不存在其他干扰模态,从而验证了该方法的有效性。     

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。     

非接触型超声波马达

介绍了超声波马达的新进展——非接触型超声波马达，其定子和转子是非接触的，因而克服了接触型超声波马达转速低和寿命短的缺点。文中介绍了国外非接触超声波马达的研究现状，并对其进一步的研究方向作了探讨。     

旋转型行波超声电机定子的结构优化

为了提高旋转型行波超声电机定子的驱动能力,延长电机的使用寿命,设计了一种带有辐射板的定子,根据辐射板与基体的连接方式共分为a~e 5种结构。基于ANSYS软件建立了定子结构的有限元仿真模型,对其进行了模态分析和谐响应分析。在对比5种结构性能的基础上,以电机的输出性能最佳为目标函数,对定子结构的辐射板槽宽w、外径d及厚度t 3个参数进行了优化,得到定子的最佳结构为a,即辐射板与基体连接长度为1mm,尺寸分别为:w=1.8mm,d=72mm,t=0.5mm。该优化结果可为旋转型行波超声电机定子的加工制作提供参考尺寸。     

Newly developed millimeter-sized superconducting linear actuatorwith superconducting slider

A millimeter-sized superconducting linear actuator has been developed. The actuator consists of a superconducting slider, a stator, amplifiers, and a personal computer. Exciting currents for six-phase excitation are applied to the electromagnets of the stator. The experimental results show that the superconducting slider moves over the stator without any mechanical contacts and that the motion resembles a stepping motor. The stable position for the levitating slider depends on the magnetic field produced by the electromagnets. The maximum speed of the slider is more than 10 mm/s     

含有残余应力的超声电机定子有限元分析

为研究炮弹发射过程中高速过载冲击所产生的残余应力对舵机超声电机定子的影响,该文采用有限元ANSYS对超声电机定子进行过载冲击仿真分析,加载高过载加速度使其内部产生残余应力,并在超声频率段(30～50 kHz)内进行模态分析。初选定工作模态,当频率段为39～42 kHz时,在模态分析的基础上进行谐响应分析,进一步验证初选模态,并分析电机定子是否含有残余应力的性能特性。结果表明,在受高速过载冲击后,定子的残余应力对定子工作模态振型及谐响应振幅存在一定影响,对于超声电机自身工作特性影响不大,或在一定范围内,针对特定工况条件有所改善。     

Analysis,measurement and control of a new disc-type ultrasonic motor system

This paper first presents an equivalent circuit model of a new disc-type ultrasonic motor and discusses its applications in evaluation of the stator’s frequency characteristics. The equivalent circuit analysis is based on the principle of ultrasonic motor operations and is conducted from the viewpoint of the mechanic vibration of the piezoelectric ceramic disk. Furthermore, because drift of the piezostator characteristics will cause variation of the motor speed, a controller is thus necessary in order to produce a constant output speed. In this research, the speed control scheme is implemented by using current modulation, so the revolutional speed will be kept constant. Meanwhile, the frequency behaviour of the proposed motor and its consequences on speed control scheme are discussed. Finally, a 3-D mechanical element with an extra electrical degree of freedom is employed to simulate the dynamic vibration modes of the linear piezoelectric, mechanical and piezoelectro-mechanic behaviours of a metal disc structure embedded with a piezoelectric actuator. In piezoelectric finite element formulation, a discretized equation of motion is developed and solved by using the integration scheme to explain why an adaptive boundary condition, a simple support condition with three non-equal-triangular (120°–90°–150°) fixed points near the edge for the mechanical design of a new disc-type piezoelectric ultrasonic stator, is defined so that a lateral elliptical motion of the contact point between stator and rotor can be realized for driving the rotor.