切变型压电陶瓷构造大力矩超声微电机的理论和技术研究

本项目考虑到压电陶瓷的切变压电常数d15远大于d31和d33的特点，提出了用切变型压电陶瓷构造大力矩超声微电机的思想，并对其展开理论和技术研究。该电机应用了一种新型的切变弯曲型压电陶瓷元件，与现有的超声微电机相比，具有力矩大，驱动效率高，压电陶瓷极化充分等优点。本项目将在申请人前期工作的基础上进行深入、系统研究，包括：建立包含定、转子及其摩擦接触界面的机电耦合动力学模型，精确评估切变弯曲型超声微电机的输入和输出特性；提出完整的制作工艺和方法：研制不同径/长比和结构的切变弯曲型超声微电机样机，并进行试验；将实验数据与理论计算对比，进一步改进其数学模型；寻找提高电机的驱动力矩和驱动效率的结构参数和激励方式。该超声微电机扩展了应用压电柱弯曲模态作为超声电机工作模态的原理，特别适用于大径/长比的短粗的定子结构。本项研究成果将拥有自主知识产权和良好的应用前景。