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60mm旋转行波超声电机的设计与工艺开题报告.doc

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60mm旋转行波超声电机的设计与工艺开题报告.doc

一、选题的依据及意义在当今21世纪,随着电子信息技术的不断发展和计算机的广泛应用。控制技术同样也得到迅猛的发展。在当前的控制技术中,必然有一个实现驱动和控制的微电机伺服系统,这个系统很大程度上决定了系统整体性能的好与坏。为了使微电机伺服系统达到灵活性、快速性、简便性控制的要求,多年以来,国内外的科技界和工业界一直致力于研究各种新型微型电机。其中,性能卓越的超声波电机利用压电陶瓷逆压电效应产生超声振动,并将这种振动通过摩擦耦合来直接驱动转子和滑块的旋转。这种直接用于驱动的电机从20世纪80年代以来就深受世界各国科研工作者的青睐。现已成为机电控制领域的研究热点。这种电机打破了传统的电机概念,不是通过电场的相互作用将电能转换成机械能,没有电磁绕组和磁路,不以电磁的相互作用传递能量。而是利用电能产生超声振动获得驱动力,通过摩擦耦合将动力转换成转子或滑块的运动。相对于传统的电机而言,它惯性小、响应快、可控制性好、不受磁场影响、同时本身也不产生磁场、定位精度高等特点。它还具有重量轻、结构简单、效率高、噪音小、低速大转矩、可直接驱动负载等特性。由于直接驱动负载,避免了使用齿轮变速而产生的振动噪音、间隙以及低效率、难控制等一些问题。所以说,超声电机是一种全新的自动控制执行元件,也是一种崭新的传统的传动模式,是对传统电磁驱动原理的突破和有力的补充。超声电机可采用不同的振动模式来产生驱动力,因而可研制出多种不同的超声电机,包括驻波型、行波型,其中又包括直线型、旋转型、纵向振动型、纵扭复合型等。而旋转型行波超声电机是所有类型中结构较简单、用途最广泛的一种,也是最有发展前景的一种。从超声电机的发展历史来看,在1942年,美国的WILLIAMS和BROWN就提出了超声电机的原始思想。1982年,日本科学家指田年生成功研制了行波超声电机。这标志着超声电机应用到了实际的生产生活中。经过这四十年里的努力,完成了从设想到现实的转变。在当今这个社会,超声电机的应用涉及到航空、航天、汽车制造、生物工程、化工、医学等领域。具体有照相机的镜头调焦、驱动装置的精确定位、阀门控制、机器人关节的驱动、核磁共振装置中的应用等方面。正是因为超声电机的独特特点,它可广泛用于机器人、微型机械的驱动、精密仪器的驱动、强磁场环境下设备驱动装置等。据有关专家预测随着超声波电机的卓越性能日益被人们认识和采用,它将在较大程度上替代

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