縱彎模態(tài)四懸臂復(fù)合換能器式圓筒行波超聲電機的研究.pdf

1、超聲電機是一種基于壓電效應(yīng)和超聲振動的高新技術(shù)電機。超聲電機擁有大轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速低、靈活設(shè)計、結(jié)構(gòu)簡易、斷電自鎖、響應(yīng)速度比較快和沒有電磁干擾等特征的新型電機。為了擴寬超聲電機的領(lǐng)域，增大超聲電機的力矩來實現(xiàn)機器人關(guān)節(jié)或者高精密設(shè)備平臺等方向的直接驅(qū)動。基于上述要求，本人選擇了懸臂縱彎復(fù)合換能器式行波超聲電機作為對象，提出了一種四懸臂縱彎復(fù)合換能器式超聲電機，通過增加懸臂換能器個數(shù)，以達到增加力矩的目的。本文主要進行的工作如下：
　　

2、（1）介紹了金屬材料和壓電材料的性能參數(shù)，針對不同的屬性類型，對應(yīng)的分析了不同的壓電方程，從基本的振動模式出發(fā)，設(shè)計出壓電陶瓷的擺放位置。而且對縱彎模態(tài)懸臂結(jié)構(gòu)的方案進行了分析，為原理分析和模態(tài)簡并提供了理論基礎(chǔ)。
　　（2）在結(jié)構(gòu)上形成了一款新型四懸臂結(jié)構(gòu)，整個工作過程的耦合作用極大地減少，減震性能良好。從電機的工作軌跡、運行模式展開具體的說明和分析，圍繞著橫縱軸的實際運行軌跡，結(jié)合具體的參數(shù)指數(shù)，進行方程運算，檢驗理論的可行性

3、、可靠性。
　?。?）對超聲電機結(jié)構(gòu)主體換能器的模型建構(gòu)工作，運用有限元法設(shè)計驅(qū)動器的懸臂梁換能器和圓筒，實現(xiàn)兩者的模態(tài)簡并。對驅(qū)動器整體進行有限元分析，調(diào)整并獲得換能器和圓筒的的最終尺寸參數(shù)，通過對有限元模型進行諧響應(yīng)分析，得出電機定子驅(qū)動器在21288hz處位移達到最大值，可以實現(xiàn)共振。通過對定子驅(qū)動器上的質(zhì)點進行瞬態(tài)分析，得出在前文設(shè)定的激勵條件下，定子驅(qū)動器可以驅(qū)動出XOY方向運動，并且質(zhì)點位移提高3倍，從而證明提出的電機