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　　超声波电动机(UltrasonicMotor，简称为USM)，它利用压电材料的逆压电效应(即电致伸

　　缩效应)，把电能转换为弹性体的超声振动，并通过摩擦传动的方式转换成运动体的回转或

　　直线运动。这种新型电机一般工作于20kHz以上的频率，故称为超声波电动机。超声波电机

　　是一个机电耦合系统，它涉及到振动学、摩擦学、材料学、电力电子技术、自动控制技术和

　　应用主要体现在微观领域、要求无电磁干扰的环境中等一些场合。比如在微观领域，随

　　着纳米技术的发展，分子机器概念的提出，传统电机依据电磁感应原理的电机，受理论和结

　　构形式上的限制，而不能作为这些微小装置的动力源；在要求无电磁干扰的环境中，磁式电

　　机显然也无法满足要求。在这种电机应用需求背景之下，新型的能满足尺寸小、重量轻、低

　　噪声、无电磁干扰等的电机应运而生，其中超声波电机是此类新型电机中研究比较成熟的一

　　ceramic)构成，转子为一个金属板。定子和转子在压力作用下紧密接触，为了减

　　少定、转子之间相对运动产生的磨损，通常在二者之间(在转子上)加一层摩擦材

　　产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，

　　它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，

　　也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，

　　当于90°，分别通以同频、等幅、相位相差为90°的超声频域的交流信号，这

　　Sashida研制的楔形驻波型超声波电动机:由Langevin振子、振子前端

　　驻波来驱动移动体移动。但是，单一的驻波 采用扭转连接器的驻波型超声波电动机

　　当 =n ϕ π (n=0, ±1, ±2, …)时，两个位移为同相运动，合成轨迹为一条直线；当

　　是一种低速电机，同时其能量密度是电磁电机的5 到10 倍左右，使得它不需要

　　超声波电机在定位系统中可作微动执行元件,如在镗床、磨床的进刀系统中采用这种电

　　机,能得到极高的精度;在照相机、摄像机、显微镜等光学领域的聚集系统中作为驱动元件能

　　得到满意的效果。例如,日本Canon 公司已有37 种照相机的聚焦镜头应用了超声波电机,日

　　超声波电机能适应以计算机为代表的要求体积小、响应快、精度高和无磁场干扰等场合,

　　在机器人、计算机、机动车、仪器仪表、航空航天等领域有广泛的应用前景,在一些高科技

　　产品中已选用其作为驱动电机,并取得很好的效果。特别值得注意的是,目前计算机的软盘

　　(FD)、光盘(CD- ROM)、硬盘(HD)的磁头的直线运动是用传统电磁电机加上齿轮机构来实现

　　的,这种传动系统要想进一步小型化和提高精度是十分困难的,日本学者针对这种问题,正致

　　力于研究适应于计算机外设上的更小、更薄、更轻的直线型超声波电机,并取得了显著的成

　　超声波电机可望广泛应用于机械臂。在机械臂中作为执行元件的电磁型电机受其工作原

　　理与结构的限制,难以达到所要求体积小、响应速度快和定位精度高的标准。超声波电机因

　　其压电陶瓷具有良好的机电耦合性能,且对温度不敏感,能承担机械臂轨迹运动和定位时的原

　　关节电机振动控制任务,可使机械臂的定位精度达到1mm~2mm以内,达到甚至超过现有刚性

　　机械臂精度水平。如日本出口美国的汽车上的反光镜、方向盘、 富联朝登陆。座椅头靠等部件上都用上的

　　非接触型超声波电机解决了接触型超声波电机使用寿命短、转速低的难题,在微型卫星、

　　微型机器人等微型机械领域的应用有广阔的前景。应用于太空机器人,可满足其小体积、小

　　质量、灵活性、耐久性、无电磁干扰以及在变化的环境中高适应性的要求,特别适合太空机

　　器人驱动需要。基于液体媒质的非接触超声波电机还可用来直接驱动液体,可望在航空航天

　　等特殊领域大显身手。据报道,美国在宇宙飞船、火星探测器、导弹、核弹等航空航天工程