1、超聲電機(jī)是最近三十年發(fā)展起來(lái)的一種新型的驅(qū)動(dòng)器，其工作原理是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，將材料的微觀變形通過(guò)共振放大和摩擦運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)子的宏觀運(yùn)動(dòng)。由于超聲電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)靈活、低速大轉(zhuǎn)矩、響應(yīng)快、無(wú)電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注，其中對(duì)行波超聲電機(jī)的研究最多，并且應(yīng)用最廣。
　　本文介紹了一種新型結(jié)構(gòu)的行波超聲電機(jī)，采用夾心式彎振換能器對(duì)壓電陶瓷產(chǎn)生的超聲振動(dòng)進(jìn)行放大，通過(guò)懸臂將放大后的振動(dòng)傳遞到定子圓筒上，定子

2、圓筒上有起進(jìn)一步振幅放大作用的齒，這些齒在定子圓筒產(chǎn)生的行波作用下，生成橢圓形軌跡，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生宏觀運(yùn)動(dòng)。本文介紹的行波超聲電機(jī)具有以下特點(diǎn)：1、采用夾心換能器激發(fā)圓筒的彎振模態(tài)，能量密度高；2、將定轉(zhuǎn)子之間的動(dòng)態(tài)點(diǎn)面接觸改為線面接觸，增大接觸面積，提高輸出力；3、采用壓電陶瓷的d33模式，可以提高機(jī)電轉(zhuǎn)化效率。
　　本文還設(shè)計(jì)了與圓筒型超聲電機(jī)定子配套的圓柱形轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子可以實(shí)現(xiàn)定子與轉(zhuǎn)子之間預(yù)緊力的調(diào)節(jié)，可以對(duì)定子與轉(zhuǎn)子之間的

3、間隙自動(dòng)補(bǔ)償，解決了圓筒型超聲電機(jī)工作時(shí)由于摩擦使得定子與轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生間隙的問(wèn)題。
　　本文首先對(duì)換能器式圓筒型超聲電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，并對(duì)圓筒型定子進(jìn)行理論分析，推導(dǎo)出了彈性體中彎曲行波的方程，在理論層面驗(yàn)證該結(jié)構(gòu)電機(jī)的可行性。接著本文以理論計(jì)算得到的初始結(jié)構(gòu)參數(shù)為基礎(chǔ)，采用有限元分析軟件 ANSYS10.0設(shè)計(jì)了振動(dòng)模態(tài)相互匹配的圓筒型超聲電機(jī)定子和換能器。然后在此基礎(chǔ)上，對(duì)超聲電機(jī)進(jìn)行整體建模，通過(guò)模態(tài)分析，得到整個(gè)超聲