二自由度自行式直線超聲電機的研究.pdf

1、超聲電機是一種新型微特電機。其驅(qū)動原理主要是利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)，使定子（彈性體）產(chǎn)生超聲振動，并通過與定子（彈性體）接觸面的摩擦產(chǎn)生電機驅(qū)動力。由于其原理與電磁電機根本不同，因此具有如結(jié)構(gòu)緊湊，低速大轉(zhuǎn)矩，斷電自鎖，抗電磁干擾及響應(yīng)快等獨特的優(yōu)點。隨科學的發(fā)展，在許多場合傳統(tǒng)電機已不能滿足需要人們的需要，而超聲電機由于其獨特的優(yōu)點在精確定位裝置、航空航天、衛(wèi)星探測器、生物醫(yī)藥、家用電氣等方面得到更好的應(yīng)用。
　　本文研究了一

2、種具有二自由度自行功能的直線超聲電機。在對該電機的設(shè)計研究過程中，對超聲電機所涉及的理論進行了歸納總結(jié)，并加工制作實物，對其基本的性能參數(shù)進行測定。通過理論與實踐的結(jié)合，更好的理解超聲電機的設(shè)計。
　　在對論文電機的設(shè)計研究過程中，綜合利用了解析法和有限元法對彈性體振動模態(tài)進行了分析總結(jié)，探討了該電機的運行機理，從理論上證明了電機表面之巔橢圓運動的存在。同時，分析了電機的能量和動力傳遞機理，建立了電機應(yīng)變的傳遞模型。在論文中，就超

3、聲電機的核心元件壓電陶瓷，從壓電材料、壓電效應(yīng)等幾個重要物理特性及壓電方程進行了初步介紹。
　　在電機的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，主要分析了電機的一些關(guān)鍵尺寸對電機模態(tài)頻率的影響。通過分析發(fā)現(xiàn)一組幾乎相同頻率下的彎振模態(tài)和縱振模態(tài)，這為電機的實現(xiàn)提供了有力的理論論證，同時也可以對驅(qū)動電路的要求大大降低。
　　根據(jù)Hamilton原理，從能量角度對電機進行了數(shù)學建模。在對電機的建模過程中，主要利用了機械振動、彈性力學、壓電學等有關(guān)理論。這是