十字叉定子彎振驅(qū)動的壓電平面電機(jī)研究.pdf

1、平面超聲波電機(jī)是一種具有多向驅(qū)動自由度的電機(jī)，相比較于傳統(tǒng)由多電機(jī)組成的平面驅(qū)動機(jī)構(gòu)，平面超聲波電機(jī)具有驅(qū)動精密、功率密度大、響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)緊湊、電磁兼容、噪聲低和斷電自鎖等優(yōu)點(diǎn)。本文著力于十字叉平面超聲波電機(jī)的研究，主要完成了以下工作內(nèi)容：
　　首先，歸納了超聲波電機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展歷史，指出了超聲波電機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來的發(fā)展走向，并對超聲波電機(jī)驅(qū)動機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的研究；
　　其次，推出基于十字結(jié)構(gòu)定子的兩自由度超聲波電機(jī)，該電

2、機(jī)通過定子一個面外彎振和兩個面內(nèi)彎振的兩兩組合，可以形成兩個方向的驅(qū)動。通過對定子振型及應(yīng)變進(jìn)行分析，優(yōu)化了壓電材料及驅(qū)動端的配置，最終確定定子工作的模態(tài)頻率為30127Hz，尺寸為60mm×60mm×7.8mm；
　　再次，建立電機(jī)的FEM模型并研究了激勵電信號對電機(jī)定子驅(qū)動端響應(yīng)的影響，定子驅(qū)動端在幅值為250V的激勵下能夠產(chǎn)生長半軸和短半軸分別為1.6μm和1.2μm的橢圓驅(qū)動軌跡；
　　最后，通過超聲波電機(jī)的接觸模型