直线型超声电机的发展及其应用

《直线型超声电机的发展及其应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、直线型超声电机的发展及其应用赵淳生，时运来(南京航空航天大学，江苏南京250016)摘要：文章概述了直线型超声电机的特点及其分类方法，叙述了世界直线型超声电机技术的发展及其应用情况。最后，指出了国有直线型超声电机的发展方向。关键词：超声波电动机；直线型；发展与应用0引言直线型超声电机和旋转型超声电机一样，也是利用压电元件的逆压电效应和弹性体的超声振动，通过定子和动子之间的摩擦作用，把弹性体的微幅振动转换成动子宏观的直线运动，直接推动负载‘11。它除了具有旋转型超声电机的一般特点外，还具有以下特点【2

2、】：直接产生直线运动和牵引力；无连杆机构、滚珠丝杠、绳带等辅助机构带来的运动误差，定位和速度控制精度高，可达到纳米级；结构简单，生产和维护成本低；结构设计灵活，可采用多种多样的形状，能实现装置的小型化、轻量化。近年来，直线型超声电机发展的十分迅速，在微小型精密驱动系统中有代替电磁型直线电机之势。迄今为止，已经出现了很多种类的直线型超声电机，其分类方法也有多种。按所利用的波动形式的不同，直线型超声电机可划分为驻波型和行波型。其中，驻波型按定子上驱动足数目的不同，又可分为单足式和多足式：行波型又可分为直

3、梁式和环梁式。按照接触表面质点椭圆运动的生成方式，可以将直线型超声电机划分为单一模态和多模态。按照直线型超声电机所利用的振动位移方向是垂直于定子的平面还是在定子的平面内，可以划分为面外振动和面内振动类型。按照相对运动的关系，压电振子是作为动子还是作为定子，直线型超声电机又可分为自行式(压电振子作为动子)和非自行式(压电振子作为定子)。综上所述，直线型超声电机的分类，可归纳于图l。盲线犁超声电机足足式式梁梁式式图1直线型超声电机的分类．5．1苴线型超声电机的发展和现状’1985年，在行波』p旋转趟p，

4、}乜机硎究的艇础J，{体学苛Sashida提f{{丁似pm波，鬯f【线超j*f也机“，n桨式和瑚、桨』℃。1993年，¨木‘1产矗Sashida和Konjo研制⋯r如图2所小的“弟』℃仃破’弘￡潋超声}乜机择材l。山，，“牛符波．竹墚的两端并连接个兰杰艾振r。十川r激振，”个用j二哑振，以狮止打波的厦剩。1998年，德嗍学符Hermann；fI：_Schinkothe等几删洲i。r耶粱止行波型越线超声电机柞机，如l掣3／gbJ．。它足⋯旋转’唑趔声}乜机演变晰束。导轨为州确的环形懿，朋*。-接以二环

5、膨粱内删的眶电嘲瓷激励m环形粱表181蚋行波

6、斟6俐n’t线掣趟声电机的高逋、犬推n娅能器I斟7Anorand公·d升发FCLM系驯电机一6．龊近儿年．闻际kl(IrriilflH{符孙子样的新型啊线超声}乜机20007扎咀也列KvI)cela公司研发f

7、，j种jjEr珂】P,J的g跳#型r『线翘f1，【U机”，“谥『蔓喇J!]24Li就，rx．y精停、F白2㈣】年，甍浏Anorand公u1推出．7多j、系列的j’拉黜iF,趔，；一qkCJL}。1。，川期7所尔i寰系列l杠机址，、建坦乃250ram

8、／、，愉m扮力池⋯山53245N，能j；埋孔_Ⅱ!+0。，"胃斩j*-占剑r}自水缄_雩】8J,J盖}I__NEWSCALf-TECI{NOIOGY±"；【_；_：11J种傲掣‘【¨船～OUIGG[一Ei“线，"，皑j{、电州4J，一⋯卦f一_}}1⋯i川㈠j粥盘¨；7j螟钟和4oz儿雕‘勺螺妊圳域．利H]蚵，坶Iiz的’JIhj猫贴呐，}、U瑚斑，1激段Ⅲ螺f、j脚1、Ijcu川■，I阶?⋯批～』，仕‘掣J；警体h。乍娄M描』、的I!圳J，小：嫦坶的内u鼎奠质c¨1『。成。ⅫIhlfl(J懈m1逛

9、础似蚓“t皑％；JH推讪蝶jf{f_旋转．1t规为嫦忤碰进蛾旋__{的运动托SQⅢ)一N系列的电机谜搜范【到为I¨m·s～10mm·s1，域大摊力逃sN，最高定位精度选20ran，LH应用r移动电话照相机，精密流体矧驶精崭叛学曲物注射器普产品巾。图9为Yoshida等人研制的基于_f

10、：f性冲击原理的惯性式直线型超声电机”2。”】并把它应用于微型相机的变博系统中。在困内，多糸赢笛院校和科研啦位都曾从事过商线掣压电电机的研究和开发J作。1994年，清华大学研制T国内酋台胍电步进式超声电机}]41，它利

11、用电流蹙效肫柬实现步迸功能。当r作电压为儿v时，运行速度为15V-reds，推力约为25N。1997年．刘维东研制出双边驱动的职足式驻波型直线超声电机，并应用于微细电火花加工装置的伺服进路控制系统‘15j。1998年，华中理工大学研制了一种双]型自行式直线型超声电机16]。2001年，李朝束研制出一种由扁柱状夹心压电陶瓷片构成的仿生步1i亍小型直线超声电打PI。谤电机采用擎相电源驱动，便于无线操纵，无需辅助支持．可实现直市仃走。其最大速度达到80mnffs，可以搭载的