20世纪末和新世纪初,中国、美国、德国、法国、英国和其他一些发达国家都开始了对超声电机的研究。最近几年来,除了日本之外,美国、德国、法国、中国、瑞士、韩国、土耳其和新加坡等都有超声波电机产品进入市场,在这些国家中,以美国发展得最快,应用的领域也最广。经过十年的发展,美国等许多单位都在进行柱体超声波电机的研究。目前,柱体超声波电动机的研究趋向多元化。
日本佳能公司已将小型柱体超声波电机取代环形超声波电机用于镜头调焦系统。日本的Minoru Kurosawa于1989年首先介绍了双转子柱体超声电机[11]。东南大学研制了自由-轴支的小型柱体超声波电动机。 10862
我国超声波电机研究的起步和美、德、法、韩国等国差不多。自“首次全国超声电机技术研讨会”后,超声波电机更受到各方面的关注,特别是得到国家自然科学基金会和863高技术专家组的大力支持和资助。我国的超声波电机技术得到较快的发展,先后有清华大学和信息产业部电子第21研究所等十几所单位开展了对超声波电机的研究。其内容涉及超声波电机运动机理、谐振频率计算、驱动电路设计、控制方法以及样机的研制和试验,基本型式几乎涵盖目前所出现的所有超声波电机类型。其中柱体超声波有:日本的Mionoru Kurosawa 于1989年首先介绍了柱体超声波电动机。国内多家科研院所也对其进行了研究。清华大学对自由+自由弯曲振动模式的柱体超声波电动机进行了研究并用于二文微动台的驱动机构[12]。东南大学优化设计了短柱体超声波电动机并用于导弹的导引头中[13]。南航超声电机研究中心对上端自由、底边固支的圆柱体弯曲行波压电超声波电动机运动机理进行了研究[14]。2001 年清华大学物理系周铁英教授已研制出直径1mm,长5mm 的压电柱体超声电机[15]。该电机空载转速数百转到上千转,且转速可调,已成功地应用于医学内窥镜领域的研究进而为形成一体化结构打下了良好应用基础。
柱体超声波电机的发展前景
柱体超声波电机在定位系统中可作微动执行元件,如在镗床、磨床的进刀系统中采用这种电机, 能得到极高的精度; 在照相机、摄像机、显微镜等光学领域的聚集系统中作为驱动元件能得到满意的效果[2]。
柱体超声波电机有体积小、力矩密度较大、响应时间快、加工相对容易等优点,因而应用面很广。而且小型柱体超声波电动机以结构简单、不用粘接等独特优点在小型化精密控制领域占有一席之地,在非连续运动领域及精密控制领域有广阔的应用前景。
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