弯振复合型超声电机激励方式研究

摘要

超声电机作为一种新型的驱动器，具有结构简单、设计灵活、低速大转矩、结构紧凑、响应快、无 噪声、断电自锁、无电磁干扰以及定位精度高等优点。作者在前期研究中提出了一种弯振复合型超声电机，采用压电金属复合梁两个同型正交弯振模态的复合实现了两个驱动足处椭圆轨迹振动的激励，成功避免了传统模态复合型超声电机存在的异型振动模态之间的频率简并问题。本文在前期研究成果的基础上，对弯振复合型超声电机中弯振陶瓷激励方式进行深入研究。在保证激励电压信号不变的条件下，首先对比不同电极施加位置下的电机振动情况，然后更改电极施加面积再次进行对比分析；前后两次对比均重点分析了压电陶瓷激励区域对驱动足振动强度的影响。分析结果表明：等幅度激励电压情况下，远离弯振中性面的压电陶瓷在复合梁弯振模态激励过程中所起作用更为显著，靠近弯振中性面的压电陶瓷则对弯振模态激励的贡献较为微弱。本文分析结果对一般弯振换能器的设计同样具有重要的指导意义。