多自由度超声电机振动频率的修正

《多自由度超声电机振动频率的修正》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第３４卷第６期压电与声光Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．６２０１２年１２月ＰＩＥＺＯＥＬＥＣＴＲＩＣＳ＆ＡＣＯＵＳＴＯＯＰＴＩＣＳＤｅｃ．２０１２文章编号：１００４－２４７４（２０１２）０６－０８７７－０５多自由度超声电机振动频率的修正李小云，张小凤，郝君宇，宋智广，周方（陕西师范大学物理学与信息技术学院，陕西西安７１００６２）摘要：多自由度超声电机是将两种以上的超声振动模式按照一定的方式组合，通过在定子表面的椭圆运动实现转子的多自由度转动。该文对纵弯复合模式圆柱形多自由度超声电机的振动特性进行了研究，该电机的定子由两组夹心式振子组成：一组夹心式压电片在电压激

2、励时能在纵向产生较大的振动位移；另一组夹心式压电片由２个纵向振动的压电片和４个铜电极组成，用于产生两个方向的弯曲振动。为了研究电机的工作特性，参照换能器频率的计算方法，通过纵弯振动的波动方程推导了电机纵弯振动频率方程，考虑多自由度工作时，电机定子纵弯振动的相互影响，对纵弯振动频率方程进行了修正，并将理论计算结果、数值仿真结果及实验测试结果进行了比较，证明了理论计算的正确性。关键词：多自由度超声电机；弯曲振动；纵向振动；频率方程中图分类号：ＴＮ３８４文献标识码：ＡＴｈｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＶｉｂｒａｔｉｏｎｆｏｒＭｕｌｔｉ

3、－ＤＯＦＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＭｏｔｏｒＬＩＸｉａｏｙｕｎ，ＺＨＡＮＧＸｉａｏｆｅｎｇ，ＨＡＯＪｕｎｙｕ，ＳＯＮＧＺｈｉｇｕａｎｇ，ＺＨＯＵＦａｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｈａａｎｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００６２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｕｌｔｉ－ＤＯＦｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｍｏｔｏｒｉｓｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｍｏｒｅｔｈａｎｔｗｏｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｓｉｎａｃｃｏｒｄ－ａｎｃｅｗｉｔｈａｃｅｒｔａｉｎｗａｙ．Ｉｎｔｈ

4、ｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｐａｔｔｅｒｎｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｃｙｌｉｎｄｒｉ－ｃａｌｃｕｒｖｅｄｍｕｌｔｉ－ＤＯＦｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｍｏｔｏｒａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｓｔａｔｏｒｏｆｔｈｅｍｏｔｏｒｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｔｗｏｇｒｏｕｐｓｏｆｓａｎｄｗｉｃｈｌａｍｉｎａｔｉｏｎｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ．Ｔｈｅｍｏｔｉｖａｔｉｏｎｏｆｏｎｅｇｒｏｕｐｏｆｓａｎｄｗｉｃｈｌａｍｉｎａｔｉｏｎｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｖｏｌｔａｇｅｉｓｔｏｐｒｏｄｕｃｅｌａｒｇｅｒｖｅｒ

5、ｔｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ；ｔｈｅｏｔｈｅｒｇｒｏｕｐｏｆｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓａｎｄｗｉｃｈｌａｍｉｎａｔｉｏｎ，ｕｓｅｄｔｏｐｒｏｄｕｃｅｔｈｅｔｗｏｄｉｒｅｃ－ｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｂｌｅｎｄｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎ，ｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｔｗｏｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｏｆｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐａｔｃｈｅｓａｎｄｆｏｕｒｂｒｏｎｚｅｅ－ｌｅｃｔｒｏｄｅｓ．Ｒｅｆｅｒｒｉｎｇｔｏｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｍｅｔｈｏｄｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ，ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃ

6、ｙｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｍｏｔｏｒｌｏｎｇｉｔｕｄｉ－ｎａｌｂｅｎｄｉｎｇｂｙｔｈｅｗａｖｅｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｂｅｎｄｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｓｄｅｒｉｖｅｄ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｂｅｎｄｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔａｔｏｒｗｉｔｈｍｕｌｔｉ－ＤＯＦ，ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｍｏｔｏｒｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｂｅｎｄｉｎｇｉｓｍｏｄｉｆｉｅｄ．Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔ

7、ｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅ－ｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｉｓｐｒｏｖｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ－ＤＯＦｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｍｏｔｏｒ；ｂｌｅｎｄｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｅｑｕａｔｉｏｎ［４－７］０引言来实现转子的多自由度运动。该电机具有小型超声电机是一种全新概念的新型电机，它利用多自由度，无噪声干扰，自保持力矩，操作简单等优压电材料的逆压电效应，使定子表面产生一定轨迹点，是一种理想的可用

8、于实现复杂、巧妙动作的自动的微米量级的振动，进而通过摩擦耦合将振动动能化机械系统的有效驱动源。多自由度超声电机由于转换成转子或滑块的宏观