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方环形直线驻波超声电机的研究

关亮  
【摘要】: 直线超声电机是一种以超声波振动为动力源,通过接触摩擦转换能量,形成直线位移输出的新型电机,作为超声电机的一个重要分支有着许多优点。近年来,随着自动控制技术和微型计算机的高速发展,对各类自动控制系统的定位精度提出了更高的要求。为此,世界上许多国家都在研究、发展和应用直线电机,使得直线电机的应用领域越来越广。 本文在一类环形行波超声电机的基础上提出了一种新型的直线压电驱动器,该驱动器的振子采用环梁式双接触面结构,通过柔性铰链连接振子与支撑部分,实现了振子、支撑的一体化设计。 不同于以往同类型超声电机的最大特点是:振子利用同阶、同频的一对面内弯曲模态实现电机的正、反方向运动,在很大程度上简化了电机的驱动电路。 本文从理论上分析了该电机的工作原理,利用有限元分析软件对方环形直线驻波超声电机的振子进行了动态设计。同时,对影响振子模态及固有频率的主要结构参数进行了有限元数值分析,并在理论的基础上制作原理样机,检验理论的正确性。为今后该类型超声电机的设计提供参考。


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