縱彎復(fù)合多自由度超聲電機(jī)的研究

趙學(xué)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(jī)結(jié)構(gòu)，由單一驅(qū)動(dòng)足產(chǎn)生多自由度驅(qū)動(dòng)軌跡，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子多自由度運(yùn)動(dòng)，其輸出端驅(qū)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的大小和方向可以通過(guò)兩正交換能器的復(fù)合激勵(lì)進(jìn)行矢量控制，可以產(chǎn)生3種改變運(yùn)動(dòng)方向的正交橢圓軌跡，對(duì)十字交叉換能器做了模態(tài)分析，對(duì)縱振和彎振做了模態(tài)簡(jiǎn)并，建立了驅(qū)動(dòng)足的運(yùn)動(dòng)軌跡方程，并分析了典型驅(qū)動(dòng)方式下驅(qū)動(dòng)足的運(yùn)動(dòng)軌跡，研制了一種基于單振子縱彎換能器驅(qū)動(dòng)的多自由度球形超聲電機(jī)，該電機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、絕對(duì)輸出力矩大、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，從根本上解決了多振子驅(qū)動(dòng)形式帶來(lái)的各驅(qū)動(dòng)振子之間的相互干擾和阻礙問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)測(cè)試樣機(jī)繞X、Y軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，輸出轉(zhuǎn)距為0.97N·m。最高轉(zhuǎn)速為11r／min，繞Z軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，輸出轉(zhuǎn)距為0.27N·m，最高轉(zhuǎn)速為66r／min。