直线超声波电机驱动足端运动测试与滑动界面动力学分析

摘要

压电超声波直线电机的工作原理是利用压电材料的逆压电效应激发弹性体(称之为振子)的振动,并利用振动中电机驱动足端表面产生的微观振动波作用将振动转化成动子(称之为导轨或滑块)的直线运动,从而实现电能与机械能之间的转换.由于超声波电机是把振子的机械振动能量通过摩擦界面的传递作用驱动转子或滑块,形成预期的指定方向旋转或直线运动,因此,除了作为换能器的电机压电振子的整体设计以外,电机驱动足也是设计的关键环节.本文将驻波型直线超声波电机的基于有限元的模态分析和频率响应分析,与实际的激光测试分析进行了对比,同时借助微小滚轮观察电机驱动足端表面的运动行为,研究振型、振幅与小滚轮转向、转速之间的关系.通过对输出速度与推力的实测分析,并结合界面动力学分析,得出矢量驱动的概念.