【正文】 c)超聲電機的制造技術(shù):超聲電機利用的是微米量級、超聲頻域范圍的機械振動,這使得超聲電機具有定位精度高的優(yōu)點,同時也對超聲電機的超精加工提出了很高的要求,尤其是微小型超聲和直線型超聲電機。同時,天津大學利用壓電振子激勵復(fù)合彈性材料產(chǎn)生傾斜振動,通過導(dǎo)軌表面的反作用力推動電機移動,成功研制了一種復(fù)合材料型直線超聲電機。隨后,大西一正提出了π型直線超聲電機(見圖7),該種電機已被日本的SUNSYU公司成功應(yīng)用于XY定位儀上。在英國,University of Cambridge的工程系也在對超聲電機進行研究和開發(fā),EMS公司已開始小批量生產(chǎn)。 圖1 PZT分區(qū) 圖2 彈性葉片微電機的驅(qū)動機理IC工藝制造的微型電機尺寸小,可以把電機與驅(qū)動控制電路很好的集成起來,但工藝過程較復(fù)雜。這兩個過程都存在著一定的能量損耗,特別是第二個過程。事實證明，微型超聲電機在航空航天、半導(dǎo)體工業(yè)、醫(yī)療器械等領(lǐng)域已經(jīng)起到了電磁電機、靜電電機等不可替代的作用[2]。超聲電機的發(fā)展及應(yīng)用摘要：回顧了超聲電機的發(fā)展和應(yīng)用情況，敘述了超聲電機的特點，總結(jié)了超聲電機的分類方法，指出了超聲電機技術(shù)的發(fā)展趨勢。就目前的研究現(xiàn)狀來說,超聲電機是諸類新型電機中技術(shù)較為成熟的一種,并且在許多領(lǐng)域已經(jīng)得到了實際應(yīng)用。因此,超聲電機的效率較低,輸出功率小于50W。采用薄膜定子時電場與應(yīng)力場的耦合問題給理論分析帶來了很大的難度,電機的輸出性能很難得以保證[7]。在法國,有Besancon University等大學正在開發(fā)和研究超聲電機。2001年,日本東京技術(shù)學院的CheolHo Yun等人研制出了一種圓柱形縱彎復(fù)合型多端子直線超聲電機,該電機利用一階縱振和二階彎振在端子端部產(chǎn)生橢圓運動來驅(qū)動。2001年,上海大學研制出了一種仿生步行小型直線超聲電機,該電機采用單相電源驅(qū)動,便于無線操縱,無需輔助支持,可直立走,通過切換驅(qū)動頻率便可實現(xiàn)直線雙向運動,結(jié)構(gòu)簡單,便于小型化,特別適用于微小型機器人的行走驅(qū)動【13】。另外,超聲電機的加工技術(shù)、壓電陶瓷片的粘貼工藝等對于提高超聲電機產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性也至關(guān)重要【3】。對于超聲電機非線性特性的研究,建立其分析模型,對于超聲電機產(chǎn)品性能的優(yōu)化具有重要的研究意義。1998年,華中理工大學對單π型電機進行了改進,研制了一種雙π型直線超聲電機,改進后的雙π型結(jié)構(gòu)集振動體和移動體于一身,并由磁場提供預(yù)應(yīng)力,采用12層的層疊壓電陶瓷激振,該電機驅(qū)動特性曲線呈線性,即外施電壓幅值和壓電體振幅,進而與電機速度成正比。上羽貞行研制出利用四組縱振壓電陶瓷片分別用于產(chǎn)生縱向和橫向振動的雙足式直線超聲電機。在德國,有University of Paderborm,Darmstadt University ofTechnology等都在研究超聲電機。該電機的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。二是通過摩擦作用將定子的微幅振動轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子(動子)的宏觀運動。微型超聲電機不僅結(jié)構(gòu)靈活，而且更能滿足MEMS對電機的輸出力矩以及輸出功率要求，它是新穎的，也是最具發(fā)展?jié)摿Φ奈⑿万?qū)動器。針對我國超聲電機技術(shù)開發(fā)和研究現(xiàn)狀，提出了我國超聲電機產(chǎn)業(yè)化進程中亟待解決的一些關(guān)鍵問題。本文將綜述超聲電機技術(shù)的發(fā)展歷史、特點、分類和應(yīng)用情況,最后針對我國超聲電機的研究現(xiàn)狀提出幾點亟待解決的關(guān)鍵問題。2)壽命較短,不適合于連續(xù)運轉(zhuǎn)的場合。 利用懸臂梁結(jié)構(gòu)驅(qū)動的微型超聲電機為了進一步簡化電機的結(jié)構(gòu),[8],其工作原理如圖3所示。其他,如意大利、瑞士、新加坡、中國香港、中國臺灣等地的大學也都相繼研究和開發(fā)超聲電機【11】。與此同時,新加坡南洋理工大學的Lim等人研制了一種利用