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ANSYS短柱超声波电机支撑的研究(2)

时间:2017-06-10 15:33来源:毕业论文
,但由于技术条 件限制未制成样机。从上世纪优尔十年代起。苏联科学家开始进行 USM 的研究工作[3] 。 1963年 M.E.Archangelskij 设计了一台利用轴向、弯曲


,但由于技术条
件限制未制成样机。从上世纪优尔十年代起。苏联科学家开始进行 USM 的研究工作[3]

1963年 M.E.Archangelskij 设计了一台利用轴向、弯曲耦合振动的振动片型 USM。
1964年 v.v.Lavir-enko利用压电陶瓷片制作了第一台旋转型 USM,并用等效电路法
分析了压电陶瓷片的振动。在 1970—1972 年间,Siemens 和 Malsnshita 电子工业公
司研制出了具有实际应用前景的USM[4]
。1973 年,IBM公司H.v garth 提出了利用楔
形超声振子推动转子的机构[5]
。1978 年,前苏联 Vasiliev 等成功地设计了一种能够
驱动较大负载的 USM,采用两个金属块夹持压电元件的结构,利用振动片纵向振动及
其所诱发的弯曲振动,通过摩擦力驱动转子运行。1980年,日本指田年生在 Vasiliev
研究的基础上,提出并成功地制造了一种振动片型 USM。该电机定子由一个螺栓紧周
型振子和薄振动片组成,振动片以微小倾角压于转子之上。当振子以超声频率纵向振
动时,薄片末端形成椭圆运动对转子产生足够的驱动力,成为第一个满足实际使用要
求的USM。
1982 年指田年生发明了行波型 USM,利用行波在有限弹性体内传播时表面质点产
生的椭圆运动来推动转子转动,由此促进了各种振动模态 USM的产生。包括新生、松
下、佳能、日电等公司和东京工业大学、山形大学、东北大学等高校在内的众多公司、
研究机构和大学,先后对 USM 进行了大量研究和开发,USM 进入了大规模实验研究和
实用化开发阶段。各种不同结构的 USM不断涌现,驱动控制电路和应用产品专利层出不穷[6]。
1985 年松下公司伊势等人以指田年生提出的行波型 USM为基础,采用一种梳齿结
构的定子,在基本不影响定子刚度的情况下扩大了定子的振幅,大大提高了电机的效
率,被后续的多种 USM 广泛采用。1985 年 NEC 的熊田明生提出了扭转耦合型 USM[7],
1987年东京工业大学的黑泽实和上羽贞行提出了纵扭复合型 USM,使 USM 向输出大扭
矩方向发展。1987年,佳能公司将其开发的圆环行波型 USM正式应用于 EOS照相机自动调焦系统 ,此后 USM 新产品不断地被研制出来并推向市场。日本在 USM 方而的成
功引起了其他国家的广泛重视,德、法、美、英、中、韩等国纷纷于八十年代末投入
到USM 的研究行列中。
进入九十年代.伴随着各种各具特色 USM 的出现,各国将USM的件能研究放到了
重要位置,建模与分析、驱动控制逐渐成为研究的主要内容。另外,在大力矩 USM、
微型USM 及多自由度 USM等方向的研究也不断深入[9]

1.1.2 超声波电机的国内外研究现状
20 世纪初,美国和原苏联科学家均发现了 BaTi03 陶瓷的铁电性,为压电陶瓷的
发展奠定了基础。1942 年,美国学者 Willians A 和 Brown W 申请了第一个超声波电
机的专利。1947年,Robert S发现在 BaTi03陶瓷上加直流偏压,呈现强的压电效应,
为压电陶瓷的广泛应用揭开了序幕。1954 年贾非等人发现锆钛酸铅(PZT)系固溶体在
多形相界附近具有良好的压电和介电性能,其机电耦合系数为 BaTi03 陶瓷的一倍,
为超声波电机提供了新型的压电材料[10]

最早将超声波电机产业化的是日本 T. Sashida 教授于1980年提出并成功制造了
一种驻波型超声波电机。该电机使用 Langevin 激振器, 驱动频率17. 8kHz, 输入功
率 90W , 输出扭矩 0. 25N*m。这是第一个满足了实际需要的超声波电机。目前日本
很多种类的超声波电机已经实现产业化, 在国民经济中发挥着重要作用。如摇头式棒 ANSYS短柱超声波电机支撑的研究(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_8957.html
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