超声电机振子振型激励技术研究进展

超声电机是靠压电陶瓷的逆压电效应激发振子的共振,利用振子、动子之间的摩擦耦合来推动动子运动的。根据合成振子和动子接触面质点的周期运动所需的模态数目, 超声电机振型激励技术可以分为单一振动模态类、两同频振动模态叠加类和多个振动模态叠加类,文中介绍了各类中具有代表性的超声电机的振型激励原理和特点,最后对超声电机振子振型激励技术的发展方向进行了展望。     

面内模态方形压电超声电机的工作机理与实验

针对利用面内模态的方形压电超声电机工作机理进行研究,利用有限元方法得出了方形超声电机定子的振动模态振型,以此为基础,分析了电机定子内圈小齿在平面内模态(3,1)和(R,1)下的位移特点,给出了一个周期内电机定子内圈6个小齿切向运动与法向运动的分析结果,得出了在定子平面内模态(3,1)和(R,1)下,定子内圈6个小齿能够推动转子转动的结论.制作了电机样机并完成了电机运转试验,得出了相应的电机特性曲线,对上述分析进行了验证.根据上述分析结果,可以进一步研制一种方形驻波超声电机.     

塔形超声电机的突变结构弹性支撑

超声电机支撑结构影响其机械性能和稳定性。刚性支撑对振动的阻尼作用明显,能量损失较大;基于柔性隔振的弹性支撑则存在结构局限性或柔性过大的缺点。为此,本文将结构突变的刚性隔振和柔性隔振方法相结合,提出适用于超声电机的突变结构弹性支撑的设计思想。针对塔形超声电机的结构和工作模态的特点,在自由和夹持边界条件下,对三种突变结构弹性支撑进行设计与仿真,最后确定采用“内厚基座十字形薄板支撑结构”作为塔形超声电机的支撑。实验证明,采用所设计的突变结构弹性支撑,具有很好的支撑和隔振效果,塔形超声电机运行稳定,最大空载速度为980 mm/s,最大输出力为1N。     

基于单测点单方向多普勒激光测头面内振动测试方法

介绍了基于单测点单方向多普勒激光测头的面内未知方向正弦振动的测量方法。测点单一模态面内振动为稳定的正弦振动,将其振动速度用互相垂直的两个稳定振动速度分量来表示。只用一个单测点单方向激光测头通过分时测量各个测点的两个振动分量即可测出各个测点的面内振动速度矢量。以正弦激励信号为同步相位基准,通过点阵振动数据拟合得到超声电机定子在工作模态频率正弦激励下的面内振型。所开发的面内振动模态试验测试系统对超声电机的研究开发具有重要的应用价值。     

杆式行波超声电机运动机理的研究

本介绍了作发展的一种杆式行波超声电机的结构。基于振动和波动理论，深人研究了杆式行波超声电机的运行机理，推导了定子端面上任意质点运动轨迹，证明了在一定的激励条件下，定子端面沿Z向、径向和周向都可形成行波。描述了定子端面某些点的运动轨迹的空间分布。还提出了定、转子问最佳接触角和有效椭圆的概念。这些都为设计高效率的杆式超声电机提供了理论依据。     

纵弯复合多自由度球形超声电机的研究

摘 要：目前国内外对多自由度超声电机的研究和应用尚属探索阶段,出现了多种结构的多自由度超声电机。本文提出了一种新型单振子纵弯夹心换能器式超声电机结构,由单一驱动足产生多自由度振动轨迹,驱动球形转子作多自由度运动;对十字交叉换能器做了模态分析,对纵振和弯振做了模态简并;建立了驱动足的运动轨迹方程,并仿真分析了典型驱动方式下驱动足的振动轨迹;试验测试了样机转子绕X、Y、Z轴转动的速度与电压之间的关系和转矩与速度之间的关系,计算了相应情况下电机的最大效率;电机旋转方向与分析结果一致。
     

基于振型假定的旋转行波超声电机动力学模型分析

利用分析动力学的Lagrange方程,采用假定振型法将压电陶瓷诱发应变的激振效果等效成单自由度弹簧-质量系统在外力作用下的强迫振动,建立了基于压电陶瓷诱发应变激振的超声电机复合定子的机电动力学模型,可以计算出超声电机定子在特定模态下的模态质量、模态刚度、交变电压激振压电陶瓷的等效力系数等参数.     

A8 功率超声振动系统研究进展

Ａ８功率超声振动系统研究进展程存弟，贺西平（陕西师范大学应用声学研究所西安·７１００６２）功率超声振动系统是指由换能器、变幅器（或传振杆）和工具头（或幅射器）等组成的功率超声产生系统，是功率超声技术的核心部分。在功率超声技术的传统应用中大多采用一维纵...     

非接触式直线型超声电机的振动分析

非接触式超声电机装置具有结构简单、响应快的特点,因而可应用于航空航天和医疗仪器等领域。阐述了非接触式超声波传送装置的工作机理,对非接触直线型超声波电机的振动部分进行了分析,建立了从PZT元件受压激振到水平导轨传播纯弯曲行波的连续振动系统模型,获得了复杂边界条件下较为满意的理论结果。     

强离心场下旋转型行波超声电机定子动力学分析与试验

研究了强离心场下旋转型行波超声电机定子的动力学特性,分析了离心刚化效应对定子的影响。通过计算离心力做的功(或称为离心势能)推导出因离心刚化效应引起的附加刚度矩阵,进而得到强离心场下定子的特性矩阵(包括质量矩阵和刚度矩阵),求解得到定子的模态参数;并根据压电陶瓷的孤极区反馈的电压信号,确定了高旋环境下定子的固有频率;总结了强离心场下超声电机定子动力学特性变化规律,给出了高旋环境下超声电机的驱动控制应对策略,为高旋环境下超声电机的应用奠定基础。