单模态驱动的V形板结构直线超声电机

摘要

为克服双模态超声电机频率一致性的限制和进一步提高V形直线超声电机的输出性能,设计了一种板结构直线超声电机.该电机包括V形定子和直线导轨,定子由2个相互垂直的板结构振子构成,驱动足位于2个变截面梁的连接点上.利用两振子弯曲振动形成的对称和反对称模态,通过两相模态切换,实现电机的双向运动.研制了样机并对其进行了模态实验和机械输出特性测试.借助三维激光测振仪分别测试了驱动足在接触和不接触导轨情况下的运动轨迹,阐述并验证了单模态超声电机的驱动机理.实验结果表明,该电机具有良好的机械输出特性:最大空载速度为690 mm/s,最大推力达100 N,推重比达59.7.