圆柱定子纵弯复合模式旋转型超声波电机的

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1、华侨大学厦门工学院毕业设计(论文)开题报告系（部）：机械工程系专业班级：机械工程及自动化专业7班姓名学号指导教师职称学历课题名称三圆柱定子纵弯复合模式旋转型超声波电机的设计毕业设计（论文）类型（划√）工程设计应用研究开发研究基础研究其他√一、本课题的研究目的和意义：本毕业设计的目的旨在培养学生结合以及应用所学的基础理论知识，进行分析和设计一种三圆柱定子纵弯复合模式旋转型超声波电机的设计。在设计过程中，使学生如何查找和阅读相关文献，掌握有关工程设计的程序、方法和技术规范，提高工程设计、图纸绘制和编写技术文件的能力。培养独立工作，团结协作和从事产品研发的实际能力和水平。7一、文献综

2、述（国内外研究情况及其发展）：1、超声波电机概况超声波电机（UltrasonicMotor，USM）是一种直接由功能材料构造的新型电机。其原理、结构及运行控制方式均与传统电机不同，而最主要的区别是无绕组和磁极，也无需通过电磁作用产生运动力。USM一般由振动体(相当于传统电机中的定子，由压电陶瓷、金属块和移动体(相当于传统电机中的转子，由摩擦材料及金属等制成)组成。在振动体的压电陶瓷加上超声频交流电压时，压电陶瓷利用逆压电效应产生超声波振动，通过振动体与移动体间的摩擦力即可将这种振动变换成移动体的旋转或直线型运动。超声波电机是压电陶瓷、功能材料、机械振动、超精加工、电力电子、控制

3、理论等学科交叉发展的结晶。对超声波电机的研究与开发，在某些领域可取代传统的小型和微型电磁电机，在航空航天、机器人、医学等高科技领域将会引起深刻的技术革新。可以说，对超声波电机及其控制系统的研究有重要的科学意义和广泛的应用前景国内外研究水平和动态。（1）国外研究状况二十世纪八十年代以来，日本、美国和德国等发达国家都在对超声波电机进行大力研究，并在机器人、汽车电器和照相机镜头等很多方面得到了应用。日本在前苏联的科学家提出了超声波电机的设计和构思后，投入大批的人力、物力开发超声波电机，进行了大量的研究，并致力于应用开发。目前，日本在超声波电机的研究和应用上都处于领先地位。它掌握着世界

4、上大多数超声波电机技术发明专利。现在几乎各知名大学和许多公司都在进行超声波电机的研究和生产。其中Canon公司花费10亿日元建立了一条超声波电机生产线，每月能生产20－40万台超声波电机。它除了供给该公司生产的照相机配套外，还提供日本其他领域使用。日本Seiko公司每年生产20万台用于手表的超声波电机。还有不少公司，如Shinsei，Honda，Panasonic，Hitachi等公司都在发展和生产超声波电机。日本丰田公司1998年还成立了一家子公司，专门研究和开发用于汽车上的超声波电机。该子公司正在开发力矩为2Nm的超声波电机，准备用作驱动小轿车上门窗玻璃的升降装置。美国和西

5、欧各国也正掀起超声波电机的研究热潮。在美国，已有一批公司和大学从事超声波电机的研究，如MIT（麻省理工学院）的航空航天系空间工程研究中心和电子工程、计算机系的人工智能中心都在研制用于空间、智能机器方面的超声波电机。据有关方面报道：美国政府正在实施一项研究和生产计划，要在最近几年内，使美国的超声波电机年产量达到10亿台以上，赶上并超过日本，预计可获得1000亿美元的市场。在德国，有UniversityofPaderborm和DarmstadtUniversityofTechnology在研究超声波电机，且GmbH公司的产品已用于奔驰汽车自动窗门。在英国，UniversityofC

6、ambridge工程系对超声波电机进行研究和开发，EMS公司已开始小批量生产。在法国，BesanconUniversity和UniversityofFrancheCome也在开发和研究超声波电机，但目前尚未见到有关产品报导。其他，如意大利、瑞士、新加坡以及南韩等国家的名牌大学都有一批人在研究和开发超声波电机。目前，在国外除环形和棒型行波型USM已开始批量生产和应用的同时，新型的USM研究仍在不断的进行。（2）国内的研究现状我国于20世纪80年代末开始超声波电机的研究，90年代后才有较多的研究单位、人员和资金的投入。先后有包括清华大学、哈尔滨工业大学、吉林工业大学、浙江大学、长春

7、光机所、南京航空航天大学、北京科技大学、天津大学、上海冶金研究所、上海交通大学、东南大学、华中科技大学和华侨大学等十几个单位开展了超声波电机的研究。在电机的结构和驱动控制方面，各高校和科研单位的侧重点有所不同，但基本上涵盖了目前已经出现的电机类型。如，清华大学、天津大学等单位的压电直线蠕动式USM，东南大学、浙江大学等单位的环形行波型USM，哈尔滨工业大学、南京航空航天大学等单位的圆板型USM，华中科技大学、哈尔滨工业大学等单位的直线型USM7以及长春光机所、上海冶金研究所等单位的压电微型U