摘要：结合压电电机响应快,定位精度高及控制性能好的特点,设计了一款基于压电电机的光学稳像运动平台。利用COMSOL对电机定子进行有限元仿真,分析了定子的工作原理及响应特性。通过实验测得电机的最佳工作频率及预压力,并分析了响应速度与激励电压、工作频率、预压力之间的关系。采用多种控制方法进行定位测试,利用PID加步进的复合控制模式,实现了误差250 nm内的较高精度定位控制。

摘要：提出旋转尺蠖压电电机,该电机具有结构简单、定位精度高、输出力矩大、能实现微动压电电机大行程等优点。分析其驱动原理及关键部件钳位机构设计方案;考虑杠杆位移放大梁及长柔梁弯曲、扭转振动变形,建立钳位机构动力学模型,获得前8阶固有频率及模态函数;讨论钳位机构结构参数对固有频率影响规律,并实验验证理论分析的正确性。

摘要：设计和制作了一台锯齿波驱动的压电电机,电机直径为28 mm,高56 mm,质量为300 g。在幅值180 V,频率500 Hz的交流电驱动下,电机转速可达89.5 r/min,最大扭矩1 ***。电机依靠摩擦力驱动,依靠转子的惯性实现单向输出。该文详细介绍了该电机的驱动原理和结构设计并对电机的一些性能进行了测试。多种测试参数表明,本电机具有工作稳定,运行参数优良的特点。

摘要：设计和制作了一台离合器耦合传动型压电电机。分析了离合器回程间隙的大小与电机的性能密切相关,即减小回程间隙可提高电机的堵转扭矩和速度。该文对离合器部件作了运动和弹性变形分析,认为回程间隙由两部分组成,一部分为设计和装配形成的回程间隙,可以消除,另一部分为离合器部件弹性变形引起的回程间隙,不能消除。离合器的结构参数决定了回程间隙大小。

摘要：给出了压电电机的定义并按驱动方式对压电电机进行了分类。介绍了离合器耦合驱动机理,指出离合器耦合驱动方式与传统的摩擦驱动方式相比较,优点在于消除了摩擦损耗和易于进行精确的位置控制等。设计、制作了一台离合器耦合驱动的旋转电机,验证了离合器耦合驱动概念。对电机的性能测试显示,电机工作稳定,步进精确且转角可精确控制。

摘要：提出一种新型贴片式纵扭压电电机,包含定子,转子和预压力系统等。电机定子经过特殊的开槽处理形成多振子结构,振子由金属基体和粘贴在其外表面的压电陶瓷构成,益于简化电机结构。通过合理的参数调整,使定子的一阶纵振模态和二阶扭转模态频率尽可能相同,并且振子均工作在共振状态,提高了电机效率。为评估设计电机的整体性能,建立了定子和转子的有限元接触模型,并对电机的接触特性进行分析研究。通过接触静态和瞬态求解,得到空载情况下接触区的压力分布、接触状态及滑动距离等参数,同时得到电机的转速变化曲线和输出性能等。分析结果表明该纵扭电机为多面接触,接触压力不存在局部高度集中的情况,且接触区域存在滑动。最后,根据设计的电机参数,加工原理样机,对理论分析进行实验验证。

摘要：基于对压电陶瓷材料的特性研究,利用压电陶瓷的逆压电效应,压电陶瓷双晶片通过组合设计得到压电驱动元件,分析了在电激励条件下,压电陶瓷双晶片悬臂端振动通过摩擦力和惯性力驱动转子转动并输出转距的原理,研制了一种基于摩擦式的压电电机。研究了压电电机输出转速、转矩特性与激励电压频率之间的关系,试验表明:压电电机具有良好的输出特性,响应快、发热很少、转动平稳且可实现双向回转,结构简单,容易实现闭环控制。此设计为进一步研究实用的小型化、低成本、高效率的压电电机提供了一种新的设计方法。

摘要：并联压电电机采用多个压电致动器提高电机输出功率,但由于驱动器间相互干扰,导致输出效率下降。该文提出了一种由簧片和质量块组成的柔性驱动足定子结构,可降低并联直线电机中致动器间的相互干扰。建立驱动足的接触振动模型,并分析各参数对输出性能的影响。设计并制作电机样机,实验结果表明,电机的输出力随着预紧力增大而增大,激励电压峰-峰值为30 V时电机的最大输出力可达1.8 N。激励电压越大,电机的最大输出力越大。通过六足和四足电机的负载特性测试对比,证明了每个驱动足都可有效作用于滑轨上,驱动足间的相互干扰降低,输出效率提高,且电机的输出力可随着驱动足数量的增大而线性增大。

摘要：提出了一种新型旋转尺蠖压电电机。考虑旋转尺蠖压电电机驱动机构为连续系统,建立了驱动机构动力学模型;利用该动力学模型求解了样机驱动机构的固有频率和模态函数。分析了系统参数对驱动机构固有频率的影响规律,为旋转尺蠖压电电机的设计打下了理论基础。

摘要：针对传统箝位式压电电机在谐振态下工作时,方波振动的箝位部分结构设计复杂问题,提出一种新型箝位式压电电机。该电机箝位部分与驱动部分均由同频正弦电压驱动实现正弦振动,通过定子对动子的箝位接触,实现动子单向输出运动。相较于传统箝位式压电电机和超声电机,该电机的定子结构设计无需采用模态简并,结构设计难度降低。利用有限元仿真确定定、动子结构参数,制造样机并搭建实验平台。对箝位部分分别采用正弦波与方波做激励,再对驱动部分进行波形对比,表明正弦波亦能达到预期效果。实验结果表明:准静态时,激励电压频率为250 Hz、电压峰峰值V为10 V时,步进距离为0.5μm,步进速度0.13 mm/s;谐振态时,激励电压频率为540 Hz、电压峰峰值V为70 V时,步进距离为32μm,步进速度16.9 mm/s;该电机可兼顾低频高分辨率和高频高速输出以实现跨尺度工作。