《超声电机技术与应用》新书介绍

超声电机是在20世纪80年代发展起来。基于压电效应和超声振动的一种新型微电机。它突破了传统的电磁效应电机原理，具有力矩／质量比大、结构紧凑、低速大扭矩、响应快、电磁兼容性和控制性能好等突出优点，已在机器人、精密仪器仪表、医疗器械，航空航天及新型武器装备等领域得到广泛的应用。     

《超声电机技术与应用》新书介绍

超声电机是在20世纪80年代发展起来的基于压电效应和超声振动的一种新型微电机。它突破了传统的电磁效应电机原理，具有力矩／质量比大、结构紧凑、低速大扭矩、响应快、电磁兼容性和控制性能好等突出优点，已在机器人、精密仪器仪表、医疗器械、航空航天及新型武器装备等领域得到广泛的应用。     

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。     

日本超声电机的产业化,应用和发展

叙述了日本超声电机的产业化现状、应用研究和新型超声电机的发展情况。大量实例充分证明：日本超声电机技术处于世界的前列。在这个技术领域,我国与日本尚有很大的差距。文中分析了产生这个差距的原因,并提出了迅速地缩小这个差距的有效途径。最后总结出我国必须努力跟上世界超声电机技术的发展步伐,并且要在短期内达到与日本超声电机技术相同的水平的结论。     

纵弯模态超声电机理论与实验研究

超声电机(Ultrasonic motor,USM)是一种利用压电材料的逆压电效应将电能转化为机械能的新型驱动器。与传统电磁电机相比,超声电机具有低速大转矩、功率密度高、定位精度高、响应速度快、断电自锁、可不使用轴承和润滑、无电磁干扰和不受电磁干扰等优点,在航天和深空探测、光纤通信、科学仪器、高精度机床、半导体制造业、微机电系统、精密定位控制和民用领域都具备广泛的应用前景。为了拓宽超声电机的应用领域,增大超声电机的力矩(推力)和效率已经成为当前研究的热点之一。大力矩超声电机是实     

基于超声电机的X-Y精密定位工作台

超声电机是一种新型的微型电机,与传统的电磁电机相比它具有很多优点.基于这些优点超声电机可以在诸如定位、跟踪等方面有较好的应用.本文将超声电机作为于定位工作台的驱动部件,由两台行波型超声电机分别带动工作台的X、Y轴上的滚珠丝杠旋转,实现X-Y工作台的精确定位,定位精度可以达到2微米.     

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。     

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。     

运行于真空环境下的超声电机的速度测试与控制

超声电机是一种新型作动器,在航空航天、半导体加工等领域中有着广阔的应用前景。由于超声电机是利用摩擦传动,随着电机运行的时间增加,其温度不断上升,谐振频率随之漂移导致电机速度波动。特别是在真空环境下,由于缺少空气传导与对流换热,超声电机的温升较常态下更为明显。本文研制了基于单片机的速度测试控制系统,根据超声电机运行速度与其驱动频率之间的关系,利用模糊PI方法控制超声电机以期望速度运行于真空环境。实验结果表明利用该系统,可控制超声电机长时间稳定运行于真空环境下（最高真空度可达0.003pa）,速度偏差控制在1转以内。     

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…     

南京航空航天大学“新型超声电机技术”项目获国家技术发明二等奖

南京航空航天大学赵淳生教授负责的“超声电机”课题组,继2003年“超声电机的研究”项目获国防科学技术一等奖之后,最近,“新型超声电机技术”项目又获国家技术发明二等奖。“超声电机”课题组是赵淳生教授于1994年底组建的。1995年底,课题组研制成功我国首台能实际运转的行波超声电机,并在航空工业总公司的主持下,通过了以东南大学冯纯伯院士为首的专家组的鉴定。此后又相继研发成功15种具有自主知识产权的新型超声电机和驱动器,其中包括TRUM圆板式旋转型行波超声电机和BTRUM圆杆式旋转型行波超声电机两个系列产品。授权和申请的国家发…     

旋转型行波超声电机网络的性能测试和仿真

行波超声电机是新型电机,利用能量转换摩擦传递超声波振动,产生动力,其结构简单、性能优越和发展迅速。旋转型适合在医疗、航空航天等精密领域中使用。本文介绍了超声电机的工作原理和分类等,着重分析了不同温度下对电机工作频率、机械特性和摩擦材料等的变化情况。旋转型行波超声电机的性能随温度的升高呈下降趋势。     

宏/微双重驱动的新型直线电机研究

大行程、高精度,同时易于小型化的移动机构是先进制造业等领域要解决的关键问题之一,综述了现有宏/微双重驱动机构和直线超声电机的研究进展和存在问题,提出了一种宏微双重驱动新型直线压电电机,使其既能与超声电机一样,直接驱动、响应快、不受磁场干扰实现宏驱动;又能与微驱动一样,精密定位,实现微驱动,并把宏微运动结合起来,在一个电机上同时实现宏微驱动,通过有限元分析软件,计算复合振子的振动模态和静态变形,分析了宏微驱动原理,给出了宏微驱动新型直线电机驱动电源的设计方案。     

超声电机在国外的发展

简要回顾了超声电机的发展，并简述其工作原理和结构形式，对其各种控制策略做了简要的比较。分析国外超声电机的关键问题及研究现状，探讨其在各领域中的应用前景及发展趋势。     

旋转行波型超声电机定子的非线性动力学分析

超声电机作为一种新型电机,独特的性能使其在如太空探索、精密仪器等一些特殊领域有着广阔的应用前景。然而,超声电机的强机电耦合非线性特性使其在工作过程中往往会产生频率漂移、跳跃等非线性现象,从而影响电机工作的稳定性。用四阶Runge-Kutta法、Lyapunov指数、Poincaré截面等方法获得了旋转行波超声电机定子在单相激励下的非线性振动响应特性,研究了定子振动响应的Hopf分岔以及由Hopf分岔通向周期解的变化过程,该结果对进一步改善行波型超声电机输出特性的研究具有一定的参考意义。     

直线超声电机设计、建模和应用的研究进展

直线超声电机作为一种新型作动器,以其独特的结构和驱动原理,在高新技术领域有着广泛的应用。首先,回顾了电机结构设计方面的研究进展,提出了电机的设计理论和方法,阐述了电机结构形式的演化和夹持结构的设计方法;其次,介绍了有关电机理论模型的研究进展,提出了定子机电耦合模型、摩擦接触模型和定/动子冲击模型等;最后,报道了直线超声电机在高精度运动平台、细胞显微操作、微夹持器和绝对重力仪方面的最新应用。     

超声电机宽温域低损耗压电与摩擦功能材料

为了提高超声电机的环境适应性与能量转换效率,本文分析并制造了宽温域低损耗的新型压电材料与摩擦功能材料,提出了通过相结构调控、增加第三组元、引入偶极子缺陷钉扎畴壁等手段制备宽温域低损耗压电陶瓷材料的设计与制造方法;为了提高超声电机摩擦界面能量传递效率及环境适应性,设计了具有高摩擦系数、低磨损率且耐高温的聚酰亚胺复合材料。结果表明,与传统材料相比,新型压电陶瓷材料具有低介电损耗、高机械品质因数及高温度稳定性的优势,使超声电机的能量转换效率提高3.3%,而新型聚酰亚胺基摩擦材料在摩擦系数、耐磨性以及温度范围等指标上均有明显提高,使电机的最大效率提高了6.19%。综合两种新型材料后,超声电机的最大效率提升了13.6%,可靠工作温度从-40~70℃提升至-60~120℃。本文提出的压电与摩擦功能材料既增强了超声电机的环境适应性,也改善了电机输出性能,对超声电机在航空航天等高端装备中的应用具有重要的意义。     

纵扭型压电超声电机的研究进展

概述了国内外纵扭型压电超声电机的各种型式和最新研究成果，介绍了纵扭型超声电机的优点及用途，分析了电机在研制过程中的技术难点，指出了纵扭型超声电机今后的研究方向，最后总结出纵扭型超声电机是大力矩超声电机很重要的一个发展方向。     

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。