縱彎復合型多自由度超聲電機的研究.pdf

1、超聲電機(USM)是近年來發(fā)展起來的一種新型驅動器，其結構簡單、功率密度大、低速大轉矩、定位精度高、響應速度快、斷電自鎖及無電磁干擾的特點，使得它能在眾多領域得到發(fā)展和應用。特別是多自由度超聲電機結構靈活、運動形式多樣的特點，可滿足仿生運動球形關節(jié)、機器人眼球和柔性關節(jié)以及月球登陸車等領域對多自由度驅動器的需求。目前國內外對多自由度超聲電機的研究和應用尚屬探索階段，大多采用幾個振子單方向獨立驅動合成，振子間驅動作用存在相互阻礙和干擾，導

2、致電機輸出特性不夠理想。本課題的研究，可以為單振子多自由度超聲電機的研究提供新的思路，奠定理論基礎，拓寬超聲電機應用領域。
　　本文以驅動足作為研究對象，建立多自由度剛體驅動足驅動軌跡解析模型，對其振動輸入方式進行分析，得到三類輸出轉子轉動軸，實現(xiàn)驅動足的多自由度驅動。
　　提出十字正交聚能器結構，以及以此為基礎延伸的多自由度縱彎復合型驅動器結構，為研制單驅動足多自由度超聲電機奠定了基礎。
　　采用有限元分析軟件ANS

3、YS9.0，在剛體驅動足驅動軌跡解析模型的指導下，針對材質為硬鋁驅動足進行振動形態(tài)仿真，建立了三類輸出轉子轉動軸情況下典型驅動質點驅動軌跡圖譜，對比分析各情況驅動效果一致性。
　　對驅動器結構參數(shù)進行綜合分析，得到各參數(shù)對各振動模態(tài)特征頻率的影響趨勢，進行縱彎模態(tài)特征頻率簡并。對簡并后的驅動器進行瞬態(tài)響應分析及諧響應分析，在機電耦合狀態(tài)下，研究驅動質點驅動效果一致性。
　　根據(jù)驅動器振動模態(tài)特征頻率簡并及有限元分析的結果，研