超声波电机具有极大的潜力，专家预言二十一世纪的超声波电机将在全世界范围内得到普遍应用。我国的许多精密仪器的设计生产，例如火箭、机器人、导弹、人造卫星、飞机、微型机械等等，都可以用得到超声波电机。具体来说，首先在机器人领域，超声波电机的应用可以简化结构，优化系统的稳定性，使机器人的性能得到飞跃；同时超声波电机的微控特性也使其可以运用在医疗、半导体等方面的高精度设备上；并且由于电磁电机受强磁场干扰严重，超声波电机也将在尖端科技磁悬浮列车上得到广泛应用；在飞机、人造卫星、火箭这类大型工程的生产制造上，由于超声波电机量轻、可控性强的优点也将发挥重大作用[15]。文献综述

    超声波电机的具体应用如下：

（1）微位移超声波电机：该电机能在纳米范围内的位移驱动，可调节微小的位移移动。这种电机能用于对隧道进行扫描的显微镜以及电子显微镜等。

（2）汽车专用电器中的应用：奔驰公司是德国的汽车制造商，其将较薄的超声波电机应用于车窗的驱动结构上。超声波电机还可以用在汽车座位的调节、车灯转向以及雨刮器等汽车的驱动结构上。

（3）机器人关节的驱动：机器人手臂日趋轻型、柔化、低刚度以及高精度化，传统电机转速太高，必须使用减速传动机构，而超声波电机不需要该结构，适合机器人关节的直接驱动。

（4）阀门控制：超声波电机低速运行的特征，使其应用在阀门结构中变得可行。超声波电机自动锁定、响应快的特征让它在精确流量调节构成上的应用有良好的前景。

（5）随动系统和精密定位装置中的应用：超声波电机可用于随动结构，比如导弹导引设备。还可以装配在用于精密定位的设备上，例如安装在坐标平台上的驱动源。由于响应快的特性，开环调节即可实现高精度定位。

（6）照相机调焦：日本的佳能公司把超声波电机这种设备应用于照相机镜头调焦的技术上，西格玛公司则在大型望远镜上应用了超声波电机。与电磁电机镜头相对比，超声波电机镜头构造简单，质量更轻，有极大的优势[16][17]。

   图1。3  Canon公司与USM结合的相机   图1。4  Seiko制造商把USM与手表振动报时相结合

图1。5  USM应用于纳米卫星           图1。6  Toyota应用于轿车方向盘操纵系统的USM

图1。7  驱动轿车顶窗用USM                 图1。8  在相机防抖系统中应用USM

图1。9  USM应用于核磁共振注射器             图1。10  USM应用于机翼颤振模型试验

1。2  超声波电机的研究现状

1。2。1  国外研究现状

1。2。2  国内研究现状

1。3  课题的研究内容及意义

    柱体超声波电机具有低速高转矩、动态响应快、电磁兼容性好等特点，使其拥有广阔的发展前景，在精密仪器、机械以及航空航天等各个领域都有用武之地。电机的激励位置直接影响了电机运行时的工作效率，因此柱体超声波电机最佳激励位置的研究具有深远的意义。

    首先构建出两种模型，压电陶瓷在最大位移处（距离底座3mm处）,压电陶瓷在节面位置（距离底座2mm处）；然后在模态分析中通过观察找到一阶弯曲振动频率；之后对压电陶瓷施加100V正弦电压，在一阶共振频率周围的一定范围内进行谐响应分析，选取定子端面最外围圆周上的一个质点，通过所得的幅频特性曲线及相应的数据，对两个模型的最大振幅进行比较，从而确定出超声波电机的最佳激励位置。来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-