超声波电机驱动的精密位移机构

介绍了超声波电机驱动的精密位移机构的组成和性能特点，阐述了超声波电机的工作机理和位移机构的驱动原理，以及超声波电机的驱动的精密位移机构在精密加工中的应用。     

一种适用于压电超声波电机的变频调速装置

压电超声波电机的工作原理及其驱动控制方式不同于传统电磁型电机，本文针对该电机的驱动要求，采用脉宽调制技术，研制了一套适合于该电机的PWM变频调速装置，对该装置各组成部分分别作了介绍。实验结果表明，所研制的PWM变频调速装置符合压电超声波电机的驱动要求。     

超声波电机驱动的精密位移机构

介绍了超声波电机驱动的精密位移机构的组成,阐述了超声波电机的工作机理和位移机构的驱动原理,重点介绍了超声波电机驱动的精密位移机构的性能特点以及在精密加工中的应用。     

超声波电机推挽式驱动电源的设计制作

超声波电机的工作原理及其驱动控制方式不同于传统的电磁电机。针对超声波电机的驱动特点和要求,本文运用推挽式逆变电路设计制作了一套简单实用的超声波驱动电源,该电源输出频率、输出电压都可在较宽的范围内调整。实际测试结果表明该电源性能稳定,能够满足两相或单相超声波电机的驱动要求,达到预期目标。     

超声波电机谐振升压式驱动电源的研究与设计

从超声波电机的等效电路出发,研究了超声波电机谐振升压式驱动电源的工作原理,设计了电路并利用Multism进行了仿真实验及电机驱动实验,实验结果证明了该方案的可行性和有效性.     

新型混合直接驱动的机器人关节精密定位系统

充分利用电磁电机和超声波电机各自的优点,提出了一种新型混合直接驱动系统.该系统采用步进电机与行波超声波电机分时直接驱动机器人关节,通过两阶段定位控制,可实现机器人关节高精度、长寿命、大行程、开环精密定位.实践证明,将电磁电机与超声波电机相结合的思想具有很好的研究价值和应用前景.     

超声波电机摩擦和磨损特性探究

超声波电机是以摩擦力作为驱动源的新型电机。阐述了其摩擦磨损机制,从力学的角度分析了超声波电机产生非线性的原因:一是定子与转子之间基于摩擦的非线性接触,使得超声波电机系统具有跳跃、滞后等特性;二是温度、磨损等导致电机材料特性和电机输出特性的变化。指出只有提高超声波电机的线性度和稳定性,才能提高它的输出功率,延长其使用寿命。     

超声波电机驱动接触面的润滑和效率

为了提高复合振动体型超声波电机的效率，利用润滑剂在动压下混合润滑的特点，试制了与润滑摩擦驱动相适应的新型转子和定子．检测和分析了油膜的形成，转子、定子间的相对变位和扭转振动速度的关系以及电气-机械变换效率、转速、扭矩等。实验结果表明，干磨擦驱动时的电机效率为40％左右，注润滑油润滑驱动时，电机效率可以达到70％。     

基于锁相环电路的超声波电机频率跟踪系统

因各种原因,超声波电机在运行过程中会发生谐振频率漂移现象,进而导致电机转速下降、效率降低,因此,为了实现超声波电机驱动电源频率跟踪的功能,提出了相位差比较法,即保持电机一相驱动电压与电流的相位差恒定不变,来达到频率跟踪的目的,并采用锁相环(PLL)CD4046实现了超声波电机的频率跟踪.最后通过实验验证了该方法的可行性.     

光学镜头中的驱动技术研究

光学镜头中的驱动机构是实现其调焦或者变焦必不可少的部分.目前应用较多的是以旋转电机为主的驱动技术,而新型电机的出现不可避免地对传统的驱动技术产生影响.文中对镜头中采用旋转电机的成熟驱动技术进行了分析,详述了这类驱动机构组成和特点,并探讨了直线电机、超声波电机等在镜头驱动技术中的应用.     

双定子-双转子型大力矩超声波电机的研制

针对单定子-单转子环形行波型超声波电机的输出力矩小,无法满足大力矩驱动应用要求,提出了采用双定子-双转子结构构造大力矩超声波电机的思想。在保证驱动电源和定子直径不变的条件下,通过增加电机轴向长度,采用单轴共轴的形式将两个转子的力矩并联输出,达到提高电机输出力矩的目的。采用基于结构摄动理论的结构修改法对新型电机两定子的工作频率进行了调谐研究。实验结果证明,新型电机的两定子的谐振频率具有良好的一致性,堵转力矩达到1.1N.m,较同型号的传统超声波电机堵转力矩增大近一倍,表明该电机具有较好的输出性能和实际应用前景。     

机械系统协同仿真环境中的统一仿真模型研究

提出了应用于机械系统产品性能协同仿真环境的统一仿真模型(unified simulation model,USM)方案,对USM进行了定义,分析了其基本组成元素,重点研究了USM的3种视图及视图间的转换技术,论述了在协同仿真环境中USM的运行机制,最后通过某悬挂系统为例对USM进行了验证。USM技术为协同仿真环境的仿真对象、仿真数据和仿真流程的模型统一提供了有效的方法。     

基于旋转型超声电动机的电控坐标平台

研究旋转型超声电动机在线性坐标平台和旋转坐标转台中的应用技术。介绍所研制的TRUM45旋转型超声电动机的工作原理及其优点。介绍基于旋转型超声电动机的线性坐标平台和旋转坐标转台系统组成及其控制方式。由于旋转型超声电动机具有单位体积出力大、可断电自锁等优点,基于旋转型超声电动机的线性坐标平台和旋转坐标转台,可以弥补传统精密坐标平台和目前基于直线型超声电动机的坐标平台之不足,具有广阔的应用前景。     

超声电机基于模糊-PI技术的位置控制

通过超声电机的工作原理分析,选定驱动频率作为其速度控制变量。将模糊-PI技术用于超声电机的控制。其中,PI控制在于减小稳态误差,模糊控制旨在实现电机快速定位。为设计模糊控制器,选定位置偏差和转速为其输入变量、驱动频率为其输出变量,并分别以三角、高斯型函数定义了输入、输出变量的模糊子集;根据电机手动操作经验,建立了超声电机模糊控制规则;基于GO-400控制卡构建控制系统,实现了电机控制;实验结果表明模糊-PI技术可实现超声电机快速高精度(偏差≤0.17°)定位。     

超声加工韧性材料的材料去除率模型

超声加工是现代超声技术的重要组成部分,在不同类型材料的加工领域都有着广泛的应用.由于在超声加工中脆性材料和韧性材料的材料去除机理完全不同,因此有必要建立韧性材料的材料去除率的数学模型.本文基于接触力学的理论建立了一个新的超声加工韧性材料的材料去除率模型.通过与引用的实验结果进行比较,发现该模型的理论预测值与实验结果十分...     

Chipping minimization in drilling ceramic materials with rotary ultrasonic machining

Ultrasonic machining (USM) has been considered as a new cutting technology that does not rely on the conductance of the workpiece. USM presents no heating or electrochemical effects, with low surface damage and small residual stresses on workpiece material, such as glass, ceramics, and others; therefore, it is used to drill microholes in brittle materials. However, this process is very slow and tool wear dependent, so the entire process has low efficiency. Therefore, to increase microhole drilling productivity or hole quality, rotary ultrasonic machining (RUM) is considered as a strong alternative to USM. RUM, which presents ultrasonic axial vibration with tool rotation, is an effective solution for improving cutting speed, precision, tool wear, and other machining responses beyond those of the USM. This study aims to reduce the microchipping or cracking at the exit of the hole, which inevitably occurs when brittle materials are drilled, with consideration of tool wear. To this end, response surface analysis and desirability functions are used for experimental optimization. The experimental results showed that the proposed RUM scheme is suitable for microhole drilling.     

超声电机的低速检测与分析系统

利用虚拟仪器技术构建超声电机低速测试和分析系统,旨在用LabVIEW软件实现对超声电机低速检测与电参量的特征分析,设计测速方法、滤波和拟合处理来解决低速测试的难点。文章从系统结构、软件设计方法和试验测试几个方面进行详细论述。经试验证明,该系统简单、实用,实现可靠的低速测试与分析。     

超声电机的定子振动测试与分析

超声电机（Ultrasonic Motor,简称USM）是近二十年发展起来的一种全新原理的电机。基于虚拟仪器、硬件传感器及计算机搭建了超声电机的测试平台,通过数字滤波等处理和频域分析,实现对超声电机的重要元件（定子）振动信号的检测与分析。从系统硬件选择、软件设计及试验测试几个方面进行了详细论述。经试验证明,该系统结构简单,可以稳定运行。     

Processing capabilities of micro ultrasonic machining for hard and brittle materials: SPH analysis and experimental verification

Micro ultrasonic machining (micro-USM) is an unconventional micromachining technology that has capability to fabricate high aspect ratio micro-holes, intricate shapes and features on various hard and brittle materials. The material removal in USM is based on brittle fracture of work materials. The mechanical properties and fracture behaviour are different for varied hard and brittle materials, which would make a big difference in the processing capability of micro-USM. To study the processing capability of USM and exploit its potential, the material removal of work materials, wear of abrasive particles and wear of machining tools in USM of three typical hard and brittle materials including float glass, alumina, and silicon carbide were investigated in this work. Both smoothed particle hydrodynamics (SPH) simulations and verification experiments were conducted. The material removal rate is found to decrease in the order of glass, alumina, and silicon carbide, which can be well explained by the simulation results that cracking of glass is faster and larger compared to the other materials. Correspondingly, the tool wear rate also dropped significantly thanks to the faster material removal, and a formation of concavity on the tool tip center due to intensive wear was prevented. The SPH model is proved useful for studying USM of different hard and brittle materials, and capable of predicting the machining performance.