文档名：多足式微型直线超声电机定子的设计与仿真
摘要：针对小空间、低电压、大驱动力的应用需求,提出了一种基于单弯曲振动模态的多足直线式微型超声电机.根据超声电机的驱动原理对定子结构进行设计,利用有限元软件ANSYSWorkbench建立定子的动力学仿真模型,对定子进行结构优化及动力学分析,确定定子最终尺寸为8mm×1mm×0.6mm,定子实测B3,B4模态谐振频率与仿真相比误差分别为6.99%和5.46%.最后,建立电机定、动子之间的非线性仿真接触模型,验证了超声电机双向驱动的可行性.搭建微型直线超声电机驱动性能测试装置.实测结果表明:当驱动电压为60Vpp时,最大空载速度为53.3mm/s、最大负载为43.3mN,推重比达280.该微型超声电机原理可行、结构简单紧凑,具有良好的输出性能,在光学系统、精密定位系统和移动终端等精密驱动领域有着广阔的应用前景.
Abstract：Tomeettheapplicationrequirementsofnarrowspaces,lowvoltage,andhighdrivingforce,amulti-leggedlinearminiatureultrasonicmotorbasedonasinglebendingvibrationmodewasproposed.Firstly,thestatorstructurewasdesignedaccordingtothedrivingprincipleoftheultrasonicmotor.UsingthefiniteelementsoftwareANSYSWorkbench,adynamicsimulationmodelofthestatorwasestab-lished,followedbystructuraloptimizationanddynamicanalysis.Thefinaldimensionsofthestatorweredeterminedtobe8mm×1mm×0.6mm,withmeasuredresonantfrequencyerrorsof6.99%and5.46%,respectively.Finally,anonlinearsimulationcontactmodelbetweenthestatorandmoverofthemotorwascreatedtoverifythefeasibilityofthebidirectionaldriveoftheultrasonicmotor.Adrivingperformancetestdeviceforthemicrolinearultrasonicmotorwasconstructed.Themeasuredresultsindicatedthatwithadrivingvoltageof60Vpp,themaximumno-loadspeedwas53.3mm/s,themaximumloadwas43.3mN,andthethrust-to-weightratiowas280.Experimentalresultsdemonstratethatthemicroultrasonicmotorhasaviableprinciple,asimpleandcompactstructure,andgoodoutputperformance,suggestingbroadapplicationprospectsinprecisiondrivefieldssuchasopticalsystems,precisionpositioningsystems,andmobileterminals.
作者：王大志 杨明洛 王奉书 李泽飞 段宇 梁世文 孔令杰 蔡宜如 杨欣龙 张泽田 唐彬 Author：WANGDazhi YANGMingluo WANGFengshu LIZefei DUANYu LIANGShiwen KONGLingjie CAIYiru YANGXinlong ZHANGZetian TANGBin
作者单位：大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024;高性能精密制造全国重点实验室,辽宁大连116024;大连理工大学宁波研究院,浙江宁波315000大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024大连理工大学宁波研究院,浙江宁波315000中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳621900
刊名：光学精密工程 ISTICEIPKU
Journal：OpticsandPrecisionEngineering
年，卷(期)：2024, 32(11)
分类号：TM382TM359.4
关键词：微型超声电机 驻波 动力学仿真 振动特性
Keywords：microultrasonicmotor standingwave dynamicsimulation vibrationcharacteristics
机标分类号：TM303.3TP242TH122
在线出版日期：2024年7月24日
基金项目：国家自然科学基金，宁波市自然科学基金资助项目，中央高校基本科研业务费，中央高校基本科研业务费，大连理工大学宁波研究院资助项目多足式微型直线超声电机定子的设计与仿真[
期刊论文] 光学精密工程--2024, 32(11)王大志 杨明洛 王奉书 李泽飞 段宇 梁世文 孔令杰 蔡宜如 杨欣龙 张泽田 唐彬针对小空间、低电压、大驱动力的应用需求,提出了一种基于单弯曲振动模态的多足直线式微型超声电机.根据超声电机的驱动原理对定子结构进行设计,利用有限元软件ANSYSWorkbench建立定子的动力学仿真模型,对定子进行结构优...参考文献和引证文献
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