振子齿对驻波型直线超声电机振动模态的影响

对一类直线型驻波超声电机振子的振动模态进行了系统分析，讨论了定子齿的位置、几何尺寸对直线型超声电机的固有频率、振型的影响，为该类驻波型直线超声电机的设计提供了理论依据。     

信息速递

系列超声电机问世 南京航空航天大学自１９９５年成功地研制出环形压电行波超声电机原型后,又连续新开发直线型、驻波型和行波型超声电机,其中行波型系电机基本达到国际同类产品先进水平,受到全国首次超声波电机技术研讨会上与会的清华大学、浙江大学、上海交大等高等院校、科研所３０余位专家教授的赞赏。这些系列超声电机已在国内试用,不久将投入批量生产。 超声电机是国际上最近发展起来的一种新型电机,它突破了传统电磁电机的概念。没有电枢绕组和磁路,不依靠电磁相互作用来转换能量,而且利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动,将…     

碟形直线超声电机优化设计

为了有效和快速地实现直线型超声电机的设计,提出了一种基于响应面法的直线超声电机优化设计方法并应用于蝶形直线型超声电机.响应面法是一种试验设计与数理统计相结合的优化方法.首先,利用有限元法建立定子的参数化模型并选定设计变量;其次,利用试验设计方法在变量空间里选取样本点,对各个样本点所对应的结构利用APDL建立有限元模型并进行模态分析和谐响应分析,得到对应各样本点的响应值,利用这些样本点和响应值建立定子响应面近似模型;最后,利用单纯形法找到最佳的设计方案.优化结果显示,蝶形直线超声电机的多方面设计要求都得以实现.     

阶梯圆柱形压电振子直线型超声电机

针对现有直线型超声电机推力较小、效率不高的普遍现状,提出利用阶梯圆柱形压电振子驱动的直线型超声电机.其压电振子包含两组压电陶瓷单元,经逆压电效应激发阶梯形圆柱压电振子在两个正交方向上分别产生5阶弯曲振动,使振子两个圆盘形结构的表面质点形成椭圆运动,经摩擦作用于固定导轨,使振子组件沿导轨产生直线运动,进而构成直线型超声电机.采用有限元仿真方法确定结构尺寸,制作原理样机并进行了相关试验.原理样机获得如下性能:最大输出力为16.2 N;最大速度为180 mm/s;最大效率为38％;响应时间为24 ms;步进分辨率为2μm.     

基于虚拟仪器的直线超声电机机械特性测试

针对直线超声电机机械特性测试问题,建立了基于虚拟仪器的直线超声电机机械特性测试系统。设计了力与速度测试系统,为测试的直线电机提供加载,配置的压力传感器与直线型光电编码器分别用于电机输出力与速度的测量,利用虚拟仪器技术搭建了测试硬件平台。利用虚拟仪器编程语言LabVIEW对各个模块进行软件设计,以实现各自的功能。利用该系统对杆式直线超声电机和双变幅杆V形直线超声电机的机械特性进行了测试,测试结果证实该测试系统的可行性,为直线超声电机机械特性测试提供了所必需的条件。     

21世纪超声电机技术展望

首先回顾了超声电机技术在２０世纪国内外发展的情况，叙述了南京航空航天大学超声电机研究中心在超声电机研究方面的进展，其次预计了在２１世纪国内外市场对超声电机的需求，特别列举了超声电机技术将对我国国防和国民经济各部门起到的重大作用，最后论述了２１世纪超声电机技术的研究人员所面临的任务，针对我国在超声电机理论、实验和材料研究工作的现状，提出了２１世纪为发展我国超声电机技术急需解决的若干重要课题。     

直线超声电机的研究进展

文中概述了直线超声电机特点、类型、驱动原理及其在国内外的发展研究现状，展望了直线超声电机的应用前景。     

超声电机在南京航空航天大学的研究与发展

介绍了南京航空航天大学超声电机研究概况；叙述了南京航空航天大学超声电机研究中心在超声电机技术方面所取得的研究进展和成果；列举了该中心在研究超声电机中所解决的若干关键技术；总结了取得这些进展和成果的主要原因和经验。最后，提出了本中心当前的研究任务，展望了超声电机未来的发展。     

超声电机的试验研究

叙述了实验研究对超声电机技术发展的重要性。简明地介绍了自南京航天航天大学超声电机研究中心创建以来，超声电机实验仪器设备的建设情况和超声试验研究的进展。重点地叙述了超声电机零、部件模态试验、瞬态试验和机械特性试验等的试验目的、方法、仪器设备及一些经验体会，并列举了若干典型试验结果。最后指出：为了进一步提高超声电机产品质量，扩大超声电机的应用市场，还需继续改进老的试验系统，建立更新更多的试验仪器和设备。     

基于直线超声电机控制的供油调节器

针对传统弹用涡扇发动机的供油调节器存在结构复杂、燃油调节速度低和电磁兼容性差等不足,提出了一种基于直线型超声电机驱动的新型供油调节器。分析了直线型超声电机驱动供油调节器进行燃油流量控制的机理,建立了调节器执行机构运动的物理模型,分别推导了执行机构在启动加速、稳态匀速、制动减速三个过程的运动方程。在此基础上,通过数值计算方法对其燃油调节时间进行了计算,最后通过试验进行了验证。结果表明,该调节器的燃油调节时间达到毫秒级,较传统供油调节器缩短了1~2个数量级,可更加快速地调整飞行器飞行状态,有效提高其机动和生存能力。     

超声波直线电机的运行机理

超声波电机的运行机理完全不同于传统的电磁型电机。阐述了超声波直线电机椭圆运动的生成原理，讨论了行波直线电机与驻波直线电机的优劣，为超声波电机设计提供了理论依据。     

Precision control system of two-DOF stage with linear ultrasonic motor

Using an appropriate control method, linear ultrasonic motors can be used in applications requiring high position accuracy. In this paper, a closed loop PI control system is designed to achieve high position accuracy during the control of a two-DOF stage driven by linear ultrasonic motors. Two ultrasonic motors are mounted on the stage to generate motion in two orthogonal directions. The PI control algorithm is used to increase the stability and accuracy of position control. The x-axis mover covers 30 mm forward and backward in less than 0.3 s settling time and the y-axis mover in less than 0.4 s. Experimental results denote that the control strategy proposed in this paper appears to have high efficiency, quick response, and high accuracy.     

多自由度超声电机研究的一些新进展

多自由度超声电机是从九十年代初开始研究的、在单自由度超声电机的基础上发展起来的一种新型电机。由于这种电机能提供两个或两个以上自由度的运动，且具有超声电机本身的独特优点，因而有广阔的应用前景。文中列举了几种最新出现的多自由度超声电机，阐述了它们的结构、工作原理和特点，为关注这方面发展动态的同行们提供参考。     

国内压电超声马达研究的现状和发展

近几十年来，世界上许多国家对压电超声马达进行了大量的研究。我国自８０年代以来也进行了一些压电超声马达的理论探索和研制的实践工作。本文根据近十几年来国内的有关文献资料，综述了压电超声马达在国内的发展情况，列举了行波型压电超声马达、驻波型压电超声马达、微动压电马达等典型例子，并指出了今后的研究方向。     

多自由度球形超声电机的发展和应用

综述了国内外多自由度球形超声电机的研究现状及其应用场合,详细介绍了国内外目前已经发展的几种多自由度球形超声电机的结构、原理、性能和特点,针对原有的圆柱－球体三自由度球形超声电机的一些缺点提出了改进的结构方案,并指明了它在今后研究中需要解决的关键技术及其应用前景。     

基于面内复合模态的直线超声电机振子有限元分析

提出了一种新型的矩形压电复合板直线超声电机,它除了具有直线超声电机的共同特点之外,还具有自身的薄、小、轻、驱动力大等突出特点,可直接用于计算机硬盘磁头驱动等外设装置。该矩形压电复合板直线超声电机利用矩形压电复合振子平面内的两种弯、弯振动模态合成。在一定预紧力作用下,矩形板的两侧边将产生驱动力使动子移动。本文通过ANSYS有限元分析软件对矩形压电复合振子进行了详尽的模态分析,分析讨论了结构参数及弹性体材料对于矩形压电复合层板模态的影响,为利用面内复合模态的矩形压电复合板直线超声电机的设计奠定了基础。     

差动往复式微型电火花加工装置的研究

针对电火花加工技术的特点及超声波电动机驱动技术的特性,研制了基于线性步进式超声波电动机的差动往复式微型电火花加工装置,分析了该装置的工作原理,提出了电极差动往复式移动的驱动控制方法,实现了电极的差动往复式进给.该装置的外形尺寸为45mm×20mm×40mm.试验结果表明,该装置适合小孔电火花加工.     

超声电机在真空环境下的负载特性试验研究

为了研究超声电机在真空环境下的驱动行为，设计了一套测试装置。通过该装置实现了对超声电机负载力矩的施加以及在真空环境下对超声电机转速、转矩的测量。试验结果表明，超声电机可以在真空环境下工作，但性能较常态环境下有所变化，其空载转速明显下降，堵转力矩有所增大。