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全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会

召开年：2005
召开地：杭州
出版时间： 2005-05-12

主办单位：中国电工技术学会;浙江省振动工程学会

会议文集：全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会论文集

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1.方环形行波直线超声电机的模态分析
- 何勍;王红静;王宏祥
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文提出一种方环状直线行波超声电机振子,采用有限元数值方法分析了该种形式振子可以利用的面内弯曲模态,给出了对边两两激励的一种对称模式,并就所研制的振子模型,进行了实验研究.数值分析与实验结果证实了振子结构的可行性.该类振子的结构对称性为超声电机的动态优化设计提供了方便,此外,振子四个驱动梁的更换使用,可成倍提高超声电机的使用寿命.
2.一种新型斜齿驻波型微超声波电机
- 沈润杰;郭吉丰;王光庆
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文主要介绍了这种斜齿型微电机结构原理;建立定子弹性体和压电体耦合的有限元模型,研究不同结构参数对压电定子模态频率的影响曲线,分析了影响这种新型微电机特性的主要结构参数;最后,通过实验确定了超声波电机定转子机械特性曲线.
3.基于DSP的超声波电机步距角检测机构和步进定位控制
- 傅平;余作霸;郭吉丰;沈润杰;王光庆
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文提出了一种采用永磁体和霍尔元件的步距角检测机构,用于超声波电机的步进角检测,并介绍基于DSP的超声波电机步进定位控制系统,实现的步进定位控制系统具有系统简单、精度高和可靠等特点.
4.基于DSP的行波型超声波电机控制系统研究
- 孟飞;洪尚任;陈建毅
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：超声波电机是一种利用压电元件的逆效应工作的新型电机,其数学模型尚未清晰,控制方法相对电磁电机有着较大的不同.本文针对行波型超声波电机的特点,搭建了以TMS320F2812为核心的行波型超声波电机通用测控系统,采用CPLD发生SPWM信号.该系统性能稳定,计算裕量大,能够满足对超声波电机进行深入研究的需要.
5.超声马达摩擦材料及其寿命预测研究进展
- 曲建俊;李显凌
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：摩擦材料是超声马达的关键零件之一,其性能的优劣直接影响超声马达的能量转换效率及其使用寿命.本文介绍了超声马达摩擦材料的要求及其选择,摩擦材料对超声马达性能的影响,归纳和评述了近年来国内外在超声马达摩擦材料方面的研究进展.此外,还介绍了一种超声马达摩擦材料的寿命预测方法.针对超声马达摩擦材料的特点,提出了一些值得重视的研究内容.
6.整体对称结构的压电步进型精密直线驱动器
- 刘国嵩;张宏壮;曾平;程光明;杨志刚
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：列举了近年来国际上压电型精密驱动器的典型结构,分析它们的工作原理、特点.在此基础上,提出一种新颖的以压电叠堆为驱动元件的整体对称结构的精密直线驱动器.这种整体对称结构采用双侧对箝、精调斜块对及整体加工等独特的结构和工艺手段,保证了驱动器工作的稳定性和准确性.对步进型精密直线驱动器进行大量试验,证实驱动器具有实用的意义.
7.一种纵-弯型直线超声电机驱动机理的分析
- 黄卫清;刘群亭;赵淳生
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文分析了一种纵-弯型直线超声电机的驱动机理.介绍了电机定子的结构、布置方式和利用的固有振动模态;推导了定子驱动端面质点的椭圆运动轨迹,分析了各因素对运动轨迹的影响.
8.一种新型高速非接触超声电机
- 季叶;赵淳生
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文提出并研制了一种新型高速非接触超声电机,利用声学理论对电机的驱动力进行了分析,得到了电机输出力矩的公式.最后对样机进行了实验研究.使用多普勒激光测振仪测试了电机定子的振动特性,并测量了电机的转速和堵转力矩.最高转速达到5300rpm,堵转力矩为3.5×10<'-6>Kg.m.这种电机有望在计算机光驱和硬盘中得到应用.
9.一种新型微型杆式超声电机
- 朱华;董迎晖;马相林;赵淳生
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文提出了一种新型的杆式微型超声电机.该电机的结构、陶瓷片的极化和布局方式比较简单,装置方便,适合微型化和自动化生产.
10.驻波型双接触面直线超声电机的动态设计
- 王宏祥;于威;何勍
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文介绍了一种双接触面驻波型直线超声电机的工作原理,并利用ANSYS有限元分析软件对其振子进行了动态设计.研制了该超声电机样机,样机利用两个相同振子组成一个动子,构成双接触面驱动,从而获得较大的驱动力.利用振子的三阶和五阶弯曲模态工作,实现直线超声电机的正反向运动.
11.无变压器式超声电机驱动器的研究
- 李华峰;赵淳生
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文根据超声电机的容性负载特性,提出了利用LC进行谐振升压的无变压器式超声电机驱动电路.详细分析了电路的工作原理,并据此提出了驱动电路的设计准则.应用此电路驱动直径为5mm的超声电机,运转良好,证明了此电路对于驱动小功率超声电机的实用性和可靠性,为驱动器的进一步集成化奠定了基础.
12.基于DDS技术驱动的精密直线超声电机
- 许海;赵淳生
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：研制了一台新型直线超声电机,测定了电机的频率-速度关系、相位-速度关系.采用基于DDS技术设计的驱动器,能产生两相可调频率,可调相位差及幅度的正弦信号.采用调相、调频综合控制方法,构建了直线超声电机驱动的全数学位置控制平台.该平台可达到5微米的定位精度.
13.人工肌肉及其在新型作动器中的应用
- 杨淋;赵淳生;李华峰
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文介绍了一种新型智能作动器Pt/Nafion系电致动膜(Electroactive Polymer Actuators,EPAs)——也可称为人工肌肉(Artificial Muscles),深入探讨了其变形量大、质量轻、驱动电压低、工作环境潮湿、适用于人体等一系列优越的性能,研究了在国内现有条件下用IPMC研制新型和微型电机的可行性.最后展望了人工肌肉在未来新型和微型作动器中的应用前景.
14.基于单片机的压电谐波电机控制系统的研究
- 辛洪兵;倪林
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：文章阐述了压电谐波电机的工作原理,提出了压电谐波电机的控制系统的一种设计方案.利用单片机控制系统完成电机的启动、调速、换向与暂停等控制功能,结合力反馈,还能够实现较高级的控制任务.
15.基于行波型超声马达的超声波减摩试验研究
- 田秀;曲建俊;孙凤艳
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文提出了行波型超声马达振动减摩的几何模型.采用三种驱动方式驱动超声马达的转子,即用电磁电机驱动、电磁电机结合一路驻波振动驱动、行波型超声马达驱动来模拟行波超声波马达摩擦驱动特点,借助于超声马达摩擦特性模拟试验装置,试验研究了电机的转速、预压力、超声波激励电压和摩擦材料等对定子和转子摩擦副摩擦系数的影响,得出在高相对滑动速度、小预压力、大振幅时,超声波振动减摩现象显著的结论.
16.面内振动模态测试系统
- 纪跃波;赵淳生
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：介绍本中心所研制的面内振动模态测试系统.该系统通过X-Y数字控制移动平台实现测点点阵的自动定位;只用一个一维面内振动激光测头,基于分量测量方法,通过90度转台实现了测点面内振动二维矢量的测量.该系统可以测试被试件面内振动模态频率和振型,适用于超声电机圆板形定子面内振动模态,圆杆形纵向振动模态和扭转振动模态的精确测定.
17.行波型直线超声电机技术及应用
- 陈廉清;张振祥;任敏杰
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文结合超声电机的特点,分析了行波型直线超声电机的工作原理、变位计算、运动轨迹和结构,列举了直线型超声电机在航空航天、计算机辅助制造、工业自动化机器等领域的具体应用,并提出直线型超声电机需要解决的问题.
18.行波微流体驱动技术的可行性研究
- 江兴娥;魏守水
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文通过对行波及声流产生机理的研究,得出微管中的流体产生与行波同方向的声流.利用FPW(flexural plate wave)装置进行了跟踪、染色试验,验证了超声行波对微流体驱动的可行性.作为一种新型微流体驱动技术,行波微流体驱动能很好的弥补现有驱动和控制技术的不足.
- 超声行波;
- 微流体;
- 声流;
- FPW;
19.超声波电机在内窥镜机器人中的应用
- 康剑莉
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文阐述了利用弹性流体动压润滑理论建立的螺旋式内窥镜机器人的结构,其驱动采用超声波电机,轴向运行的机器人采用的是纵扭复合型超声波电机,为充分发挥其高精度的定位能力提出了利用步进定位法实现精确定位.同时还用3自由度球转子超声波电机做了试验,设计配合结构,结果表明能满足实时控制转向的要求.
20.圆柱定子三自由度超声电机运动轨迹研究
- 付杰;金龙;顾菊平;胡敏强;何小元
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文以东南大学研制的圆柱定子三自由度电机为例,本文从最原始振动轨迹出发,运用振动理论,得出最基本的单相激励的振动方程,在此基础上应用几何学.运动学原理,对激励频率相同,激励电压和激励的初相位各不相同的电信号引起的各单相振动进行合成,推导了三自由度超声波电机三相同时激励时的轨迹运动方程,为三自由度超声波电机的轨迹控制和姿态控制奠定了理论基础.
21.一种具有中空结构的纵扭复合型超声波电机
- 龚书娟;郭吉丰
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文提出了一种具有中空结构的新的纵扭复合型超声波电机,其工作原理利用了一阶扭振动和一阶径向振动(引起的纵向振动)模态,用有限元法和实验结果阐述了其振型及其调谐思路,并就一些结构尺寸对频率的影响进行了具体分析,并且指出已往一些工作的错误之处,实现的电机具有调谐方便、轴向尺寸小和力矩大等特点.
22.一种双足驱动直线超声电机的设计
- 鹿存跃;谢天;周铁英;陈宇;傅德永
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文设计了一种单边双足驱动的面内振动直线超声电机,其定子采用了铜板压电陶瓷复合结构.利用Ansys软件建立了该电机的机电耦合动力学模型,通过仿真确定了驱动足的位置,能满足驱动足接触表面上质点的弯振振幅的一致性和双足驱动速度的一致性要求.
23.实心金属柱状弯曲旋转微超声波马达及其运动机理
- 曲建俊;张国际
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文从梁的振动理论出发,推导出我们所设计的一端固定一端自由的定子在相位差为90°的两个交变电压激励时,其端部质点的运动轨迹方程,并分析了弯曲旋转超声波马达的定转子间接触界面接触锥形角的计算问题,为弯曲旋转超声波马达的设计提供了理论指导.
24.毫米压电微电机的发展与应用
- 周铁英;鹿存跃;陈宇
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：毫米尺度的微电机日益受到人们的关注,但是电磁电机的复杂结构和静电电机输出微弱限制了它们的应用,相比之下压电微电机具有独特的优势,结构简单且功率密度高.本文分类介绍了直径小于10mm压电微电机的发展状况、小型化的关键技术、应用领域和发展前景.
25.行波型超声波电机及其控制平台
- 陈建毅;洪尚任
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文针对行波型超声波电机及其控制方面进行总结和研究.据此设计制作了超声波电机的样机.为了进一步地对影响超声波电机运行特性的几个因素进行研究,搭建了基于虚拟仪器的超声波电机的控制平台.在该控制平台上,对样机的性能进行测试和分析.最后,分析了超声波电机定子中不同厚度压电陶瓷片对电机性能的影响以及影响电机运行特性的几个参数.
26.超声波电机驱动的二自由度机械臂定位控制系统
- 陈慧;翟晓军;徐志科;金龙
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：机器人的关节通常要实现多自由度的运动功能.超声波电机具有的无噪声、低速大转矩、无输入自锁、定位精度高、响应快等优良性能,在机器人关节的运动控制中有着传统电磁电机无法比拟的优势.本文利用超声波电机,设计了一种二自由度机械臂驱动定位系统.并且通过实验对控制性能加以验证.
27.小型柱体超声波电动机的设计及有限元分析
- 张华;曹祥红;金龙;徐志科
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文简要总结了小型柱体超声波电动机的研究与发展,介绍了我们自行设计的一种新型自由-轴支小型柱体超声波电动机,对其结构、运行机理和振型特点进行了介绍,建立了电动机定子的有限元分析模型,并利用该模型研究了定子振型、定子开槽、陶瓷片位置及模态简并等问题并给出了仿真计算的结果.
28.一种新型结构压电泵的研究
- 焦小卫;黄卫清;赵淳生
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文介绍了一种新型结构的压电泵.该泵由两片双压电晶体元件驱动,在进水口和出水口分别采用单向阀和锥形收缩管/扩张管,可以实现自吸.通过理论和实验分析了该泵的工作性能.
29.旋转型行波超声电机的半解析理论模型的研究
- 陈超;赵淳生
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：建立了旋转型行波超声电机定子的半解析模型,它完整的描述了定子的结构.在此基础上建立了考虑定子齿的接触状态、并结合刚性转子模型得到了整个电机系统的理论模型.结合模型的仿真实例,解释了实际电机的响应特性中转速脉动的现象,说明本文模型较真实的反应了电机的特性,可用于电机的性能预测和参数设计.
30.一种基于压电驱动的小型移动机器人的研究
- 贺红林;金家楣;赵淳生
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：研制出了自振荡频率跟踪驱动电路以驱动机器人;制作出了机器人原型机,并在其上完成了模态、运动实验;实验结果表明这种机器人可爬行.
31.一种新型步进超声电机的设计方案
- 金家楣;陶征;赵淳生
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文给出了步进超声电机的定义,分析了超声电机的步进特征,对现有步进超声电机的工作机理和特点进行了评述,提出一种新型开环控制步进超声电机结构设计方案.
32.圆柱形多自由度超声电机椭圆倾角和接触角的研究
- 李志荣;赵淳生;黄卫清
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文首先分析了圆柱形多自由度超声电机驱动点椭圆运动轨迹及其特点.在此基础上给出了椭圆倾角的计算公式,分析了椭圆倾角与接触角之间的关系,得到了最佳接触角.提出了保证最佳接触角的方法.最后通过实验,分析了接触角对电机输出性能的影响.
33.弛豫铁电单晶PMNT及其在超声马达中的应用前景
- 罗豪甦;罗来慧;赵祥永;冯祖勇
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文介绍了弛豫铁电单晶的生长,及其结构和压电性能,同时介绍了超声马达对压电材料的要求,认为高性能的弛豫铁电单晶压电材料可广泛的应用于军事和民用商品的超声马达领域中.
34.对发展我国超声电机技术的若干建议
- 赵淳生
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文简要地叙述了超声电机技术发展的国内外的概况,重点介绍了南京航空航天大学超声电机研究中心为发展我国超声电机技术所作的努力.针对我国超声电机技术研究的现状,作者提出加速发展我国超声电机技术的若干建议.
35.超声电机两相模态频率一致性调节的方法
- 曾劲松;陈超;赵淳生
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：从分析超声电机的工作机理出发,指出超声电机定子两相模态频率不一致影响超声电机旋转稳定性和输出效率.针对材料和加工引起的两相模态频率不一致的问题,从理论上找到了调节两相模态频率一致性的方法,并以本中心研制的某个TRUM-60型超声电机为例,对其工作模态频率不一致的问题进行了调节.测试结果表明两工作模态频率差从调节前的0.42kHz变为调节后的0.04kHz.
36.压电陶瓷材料及压电器件的研究
- 褚祥诚;王永春;李龙土
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文主要介绍课题组在压电陶瓷材料及器件开发方面的最新进展,低烧多层压电陶瓷变压器由于低压驱动、体积小、升压比高、转换效率高等优点,已经在液晶显示器背光电源方面大量使用.这些新型压电材料和压电产品在我国精密机械、纳米技术、军工、机器人、生物医疗、航天宇航等领域有着巨大的应用潜力.
37.纵扭复合型超声波电机的噪声实验研究
- 龚书娟;郭吉丰
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文利用声级计、动态信号分析仪等对电机的噪声进行分析,通过对不同预压力和不同激励频率下电机噪声的分析比较,并结合定、转子振型的有限元计算结果,发现纵扭复合型超声波电机的噪声分为两类:一是由系统运动的非线性产生的分数次谐波诱发的噪声;二是由摩擦激发的转子的低阶振动噪声.本文的研究为降低噪声及电机结构的进一步改进提供了依据.
38.新型压电陶瓷极化装置
- 嵇萍;黄卫清
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文介绍了一种新型压电陶瓷极化装置.本装置采用89S52单片机芯片控制极化槽温度,同时同向方式极化压电陶瓷.该装置具有操作方便、功能齐全、安全等优点,采用同时同向极化方式可保证压电陶瓷同向分区特性的一致性,废品率低.
39.直线型超声波电机在精密机床中的应用
- 陈廉清
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文针对超声波电机低速大转矩、体积小、重量轻、反应速度快等特点,概要介绍了超声波电机在精确定位装置、精密仪器仪表和微型机械等领域的具体应用,结合精密机床中为提高加工精度需要高精度微量进给装置以及美国、英国在精密机床上应用直线型超声波电机的实例,提出了我国加强超声波电机研究和应用的建议.
40.基于DSP的超声波电机测速系统
- 王敏才;王心坚;金龙;胡敏强;顾菊平
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：超声波电机(USM)是当前机电控制领域的一个研究热点,可用于精确定位及速度跟踪控制等场合.本文设计了一种超声波电机测速系统,它以数字信号处理器(DSP)芯片TMS320LF2407A为核心,通过采集光电编码器的反馈信号实时计算电机转速,再利用SPI(串行外设接口)将转速发送至D/A(数/模)转换电路,通过示波器直接观察电机转速曲线.在该测速系统的基础上设计了两种测速算法测量电机启动特性曲线,实验结果证明了该测速系统的可靠性及实用性.
41.超声波电机的研究现状
- 芦亚萍;孟繁琴;袁云龙
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文介绍了超声波电机的基本原理及分类.概述了前苏联、日本、美国以及国内的超声波电机研究和应用情况,最后分析了超声波电机建模分析的研究进展和实际困难.
42.超声波电机摩擦面试验分析
- 朱涛涛;巩洪生;徐进亮
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：通过对不同材料之间的摩擦面试验分析,来研究不同的摩擦面状况对超声波电机效率等性能的影响.研究结果表明,不同材料之间的摩擦面状况能够在一定程度上反映出超声波电机的性能优劣.
43.压电式精密旋转驱动器
- 赵宏伟;程光明;刘国嵩;杨志刚;吴博达
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：提出一种新型的将压电叠堆驱动元件应用到精密旋转驱动器上的研究方案.对机械结构及工作原理进行了分析,并采用有限元分析软件对机械结构作了仿真研究;从大行程运动稳定性、以及驱动器频率特性等方面对所试制的样机进行了实验测试.实验结果表明设计的样机具有频率特性好、运动稳定、行程大等优点.
44.超声波电机温度—速度特性研究
- 王光庆;丁敬;沈润杰;郭吉丰
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：本文首先从理论上推导出了超声波电机表面温度特性数学表达式,并由此得到了电机温度与速度之间的关系式,分析了电机温度升高对电机输出转速的影响.研究结果对实现超声波电机的精确速度控制具有一定的指导意义.
45.基于声悬浮的非接触超声波电机
- 杨斌;刘景全;陈迪;蔡炳初
- 《全国第三届超声波电机理论和应用技术研讨会》 | 2005年
摘要：研制了一种圆盘型非接触超声波电机,通过调节垫片的厚度来控制转子的悬浮高度.对该马达建立了声辐射压力模型,计算和分析了转子的平衡位置,和实验值进行对比,结果吻合较好.通过分析调相调速原理来进行相关实验研究,从结果得知,转速和相位呈正弦规律变化,改变相位差能够改变转子的转动方向,正反转时输出性能一致.