| 基于面内模态的双腿式微型旋转超声电机 |
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| 引用本文： | 闫鹤,孙志峻,郑炬炬,杨建林,郭语,钱丰,彭瀚旻.基于面内模态的双腿式微型旋转超声电机[J].振动．测试与诊断,2021,41(4):818-825. |
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| 作者姓名： | 闫鹤 孙志峻 郑炬炬 杨建林 郭语 钱丰 彭瀚旻 |
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| 作者单位： | （1.南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室 南京，210016）（2.金陵科技学院机电工程学院 南京，211169） |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目（51775274）；江苏省自然科学基金资助项目（BK20170119）；南京航空航天大学研究生创新基地（实验室）开放基金资助项目（kfjj20180103） |
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| 摘 要： | 针对现有旋转超声电机不易与其他装置连接,以及因弹簧预紧造成轴向尺寸过长等问题,笔者提出了一种基于面内模态的双腿式微型旋转超声电机。电机由定子和锥形转子组成,定子采用一圆环加双腿式结构,在定子双腿外侧贴有纵振和弯振压电陶瓷片,双腿内侧有4个连接耳。电机定转子之间采用硅胶环和E型卡环进行预压力施加和端部紧固。电机利用圆环内侧周向行进的面内行波驱动转子旋转。利用ANSYS有限元软件对定子进行仿真分析,研究结构对模态的影响,以确定夹持和压电陶瓷片的粘贴位置;并对定子模态频率进行灵敏度分析,指导定子结构尺寸(设计变量)的修改,以提高优化效率。制作多组样机并开展实验研究,机械输出特性的实验结果表明:该电机体积小,最大宽度仅为12 mm;结构紧凑,总质量为6.9 g,易于与其他驱动装置连接;最大空载转速为338 r/min,最大输出扭矩为1.44 mN·m。
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| 关 键 词： | 旋转超声电机 面内模态 有限元分析 灵敏度分析 结构优化设计 |
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