驱动内窥OCT的超声电机研究

光学相干成像技术(optical coherence tomography,简称OCT)是一种新型的成像探测技术。为了驱动血管OCT环向扫描,进行血管疾病的早期诊断,研制了直径约1mm的超声电机。为此,先后研究了直径为1mm的压电圆柱型超声电机,切角为0.8mm的压电方柱型超声电机,外径为1mm、内径为0.6mm的压电管型超声电机和空心金属方柱(边长为0.6mm)压电片复合超声电机。这些电机分别驱动OCT组成内窥探头,获得了不同分辨率的生物组织扫描图像,其最高纵向和横向分辨率达到7.5μm和6.5μm。简要介绍了超声电机的设计、模拟计算、实验方法和主要性能。     

超声电机的驱动控制

综述与评价新型驱动装置——超声电机的驱动控制系统.     

步进电机新的驱动装置

本文着重介绍了用MOSFET作为开关元件,构成升频升压步进电机的驱动器,并对驱动器工作原理及电路参数的设计及保护问题作了叙述。     

世界超声电机技术的新进展

叙述了世界超声电机技术的现状以及最近几年来的发展特点。介绍了笔者2003年2月～9月在美国访问期间,亲眼目睹美国一些大学和公司在超声电机技术及其应用方面的惊人进展。强调了世界超声电机技术的发展给予的有益启示和鞭策。     

超声电机驱动实验平台

开发了一种基于计算机并行端口的超声电机驱动实验平台，该系统采用上下位机通讯方案，上位机完成数据处理和人机交互，下位机采用数字合成技术(DDS)产生两路可调频、调相、调幅的超声频段信号．经功率放大后驱动电机，同时采集超声电机的实时工作状态信号，通过上位机测控软件进行显示、分析和处理，为电机控制方案的确定奠定基础。     

超声电机驱动的旋转变倍机构

变焦功能是光学系统中常用的一种功能,完成变焦功能的载体一般被称为变倍机构。传统的沿光轴切向移入移出变倍镜组式与沿光轴同向移动变倍镜组式变倍机构存在：占空间大、机构复杂、变倍时间长、断电不能自锁等缺点。为了弥补传统的变倍机构的不足,本文研究开发了一种新型超声电机驱动的旋转变倍机构,并利用该变倍机构进行了试验并验证这种机构的有效性;这种机构还可以同时实现数组焦距的切换。实验结果证明：新变倍机构可以实现最大转角误差0.432′, 当相机像元大小为30μm,光学系统焦距为300mm时,最大转角误差时光线在成像面上的偏移量小于0.034 mm ,远小于一个像元相当的长度。     

超声电机的阻抗角特性及其控制技术研究

阻抗角特性是超声电机的一个重要特性,在超声电机的频率跟踪技术中也是一个重要特性,深入研究超声电机的阻抗角特性有利于在实践中更好地掌握电机的控制特性。现根据超声电机的工作特点,深入分析了超声电机的阻抗角特性,对一种基于阻抗角特性的频率跟踪技术进行了探讨,阐述了该技术的特性,并通过实验进行了验证。     

功率步进电机驱动电路设计

本文通过讨论步进电机控制频率及驱动电路与电机出力之间的关系,提出了一种综合控制频率最佳及硬件电路性能最优于一体的新型驱动结构,从而使功率步进电机能有效且方便地得到推广应用。     

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。     

基于TMS320F2812的数字化超声电机驱动器

提出了一种基于TMS320F2812的数字化超声电机(USM)驱动控制装置.该装置由PFC电路、DC/DC变换电路、频率可调的半桥逆变电路和以高性能DSP芯片TMS320F2812为核心的控制器组成.PFC电路提高装置的功率因素;DC/DC电路实现电压宽范围调节;高频逆变电路实现频率和相位均可调的超声频交流电的输出,直...     

直线型超声电机的发展及应用

概述了直线型超声电机的运动机理，综述了国内外直线型超声电机的发展及其研究现状，列举了一些典型例子，总结了直线型超声电机的应用领域。针对现在直线型超声电机在理论、实验、材料等方面存在的问题，指出了在其研究开发中需要解决的关键技术。     

一种新型超声电机驱动电源的研究

介绍了一种直接用市电供电的超声电机驱动电源的基本原理及其工作方法。该电源采用脉总宽度调制的方法,用一级功率电路得到稳定的高频高压信号。文中详细介绍了控制信号的产生及反馈网络的相位补偿的方法,使输出信号稳定且满足驱动超声电机的需要。     

蝶形双驱动足直线超声电机设计及实验

提出了一种新型双驱动足直线型超声电机.该电机利用联接成一体的两个振子的对称振动,在驱动足端面质点上可获得定/动子之间接触面的切向运动;利用反对称振动,可获得法向运动.同时,激励振子的对称和反对称振动在两个驱动足端面质点上町形成相同方向椭圆运动轨迹,从而驱动压在定子上的动子直线运动.采用有限无法分析了共振频率对结构参数的灵敏度,根据各灵敏度大小适当地调节了结构参数,使定子的两相共振频率基本达到一致.为了获得高速和大推力,前端盖选用硬铝材料,后端盖选用黄铜,压紧螺栓选用镀铬高强度钢材料.实验结果表明:在预压力为70N下,样机的空载速度为0.75 m/s,最大推力为16 N,是定子质量的22倍.     

低压驱动V形直线超声电机的设计

针对传统V形直线超声电机驱动电压较大、驱动电路复杂,在配合变压器驱动时不利于结构微型化的问题,提出了一种利用叠层压电陶瓷驱动的低压V形直线超声电机.在对V形直线超声电机的运行机理进行理论分析的基础上,设计了基于叠层压电陶瓷的V形振子并进行了夹持装置的结构设计,进一步制作样机并开展了阻抗实验,测试了样机的外输出特性.实验...     

行波型超声电机演示装置的驱动与控制

对行波型超声电机驱动的快速反应装置控制时序驱动电路进行了分析与设计,在该装置中黑、白球随机落下,光电检测装置分别感受黑白球信号、检测有无球落下及拨盘运动是否到位,并经控制电路驱动行波型超声电机动作,以便快速分检出黑、白球。该装置对超声电机的性能展示及其应用具有重要的意义。     

超声电机驱动五指灵巧手的设计与仿真

设计一个由超声电机驱动的仿人五指灵巧手,由于超声电机的一些优点,使得该五指灵巧手与人手相仿,共有20个独立自由度,重量不足1000 g。为了检验设计方案是否能达到预期的效果,运用ADAMS分析软件对模型进行了运动学和动力学的仿真,仿真结果表明设计方案合理可行。     

超声电机多定子同步驱动技术的研究

研究多定子超声电机同步驱动技术,通过多定子同步驱动增加电机的驱动力(矩),解决目前单定子驱动电机输出功率不大的问题,并且以两个定子同步驱动为例,分别给出了采用分立元件、AVR以及DSP 3种器件设计驱动电路的方法,比较分析了各自的优缺点,并指出多定子同步驱动可有效提高电机运行的可靠性和稳定性,探讨了同步驱动技术今后的发展趋势。     

螺旋驱动杆式行波型超声电机

设计了一种螺旋驱动杆式行波型超声电机,初步分析了其驱动机理。推导了螺纹牙型角与定子长度以及转子直径三者之间的关系,并以提高螺纹驱动效率为目标函数,确定了电机主要结构尺寸,优化了用于放大振幅的定子凹槽结构。加工制作了样机,并搭建了试验装置,测试了电机的主要性能参数。试验表明：电机实际工作频率为24.5kHz,与仿真结果基本一致;调节相差可实现正反转控制,启停灵敏;在220V驱动电压下,电机最大空载转速为40r/min,堵转轴向力为1.7N。     

单振子二自由度超声电机驱动电源

设计了用于平板形单振子二自由度超声电机的驱动电源,并针对驱动电源电流负荷较大,输出功率利用率不高的问题,提出了优化驱动性能的措施.该电源利用压控振荡器产生正弦小信号,经高压及功率放大后得到较高的驱动电压及较大的驱动电流实现电机驱动.根据压电振子等效电路模型及工作特性,采取与超声电机并联电感的方法优化了电源驱动性能.制作了驱动电源样机,并对输出性能及优化效果进行了测试.测试结果表明:设计的电源驱动电压及频率可独立连续调节,可输出理想的正弦信号波形;在49.127 kHz、49.756 kHz两种频率下,接超声电机负载时,最大输出电压分别为176.0 V及171.2 V;超声电机并联1.442 mH电感后,电源驱动电流可减少至原来的7.27％和7.41％,功率因数可提高至0.968和0.9550.得到的结果显示,设计的电源满足超声电机驱动要求,采取的优化措施在减小电源电流负荷及提高电源输出功率利用率方面效果明显.     

用自振荡电路驱动超声电机的探讨

鉴于超声电机驱动电路的复杂性,本文尝试用自振荡电路来简化某些超声电机的驱动电路。作为初步探讨,使用一片压电陶瓷片来进行分析和实验。结果表明,用自振荡电路来驱动压电片,完全可行。本文为用自振荡电路来驱动电机作了必要的准备。