縱彎復合多自由度超聲電機的研究

趙學濤　陳維山　郝　銘

摘要：提出了一種新型單振子多自由度超聲電機結構，由單一驅動足產生多自由度驅動軌跡，驅動轉子多自由度運動，其輸出端驅動質點運動軌跡的大小和方向可以通過兩正交換能器的復合激勵進行矢量控制，可以產生3種改變運動方向的正交橢圓軌跡，對十字交叉換能器做了模態分析，對縱振和彎振做了模態簡并，建立了驅動足的運動軌跡方程，并分析了典型驅動方式下驅動足的運動軌跡，研制了一種基于單振子縱彎換能器驅動的多自由度球形超聲電機，該電機具有結構緊湊、絕對輸出力矩大、驅動簡單等優點，從根本上解決了多振子驅動形式帶來的各驅動振子之間的相互干擾和阻礙問題，實驗測試樣機繞X、Y軸旋轉時，輸出轉距為0.97N·m。最高轉速為11r／min，繞Z軸旋轉時，輸出轉距為0.27N·m，最高轉速為66r／min。