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摘要
基于耦合振动理论设计出一种新型偏心式结构的驻波型直线超声波电机,其工作模态为包含一阶纵振成分与二阶弯振成分的耦合振动模态。与纵振和弯振的复合振动模态不同的是,该研究所设计超声波电机的工作模态通过构造定子的质心偏移条件,将这两种振型成分耦合,形成定子的耦合模态。其中,二阶弯振成分由金属弹性体两端压电陶瓷(piezoelectric ceramics, PZT)的扭振模式(d15模式)激励产生,一阶纵振成分通过耦合同时产生。设计了工作于d15模式的压电陶瓷的极化以及电源激励方案,详细阐述了电机的工作原理。利用有限元分析软件对定子的结构尺寸进行了设计,并对定子进行瞬态分析以得到各驱动足的运动轨迹。制作电机的试验样机并搭建试验平台,测试了样机的频率特性、电压特性以及机械特性。
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