实心金属柱超声波马达：新设计与性能分析

本文介绍了一种创新的实心金属柱状弯曲旋转超声波马达，由曲建俊、张国际和宋宝玉三位作者在哈尔滨工业大学机电学院机械设计系的研究中提出。这种马达的核心设计是基于一个实心的金属圆柱体，其外表面被精细加工成两个相互垂直的平面，每个平面上都固定有两块矩形压电片作为动力转换元件。通过有限元软件进行深入的振动模式分析，研究发现定子具有两个近似正交的弯曲振动模态，这使得电机在特定频率下能有效地实现旋转运动。 马达的具体尺寸为定子直径2毫米，长度11毫米，工作频率锁定在44千赫兹。当激励电压峰值达到206伏特时，该马达表现出强大的堵转力矩，达到了49.86微牛·米。空载转速方面，电机在没有外部负载时能够达到每分钟1000转。此外，作者还对其空载特性和负载特性进行了详尽的实验测试，以评估其性能和稳定性。 关键词涵盖了这项技术的关键要素，如超声波马达、弯曲振动、实心金属柱以及相关的物理原理和工程应用。PACS分类编码强调了其在声学和机械工程领域的前沿地位，而ASolidMetalCylinderTypeBendingRotationUltrasonicMotor则概括了该新型马达的主要类型和特征。 这项研究不仅展示了实心金属柱状超声波马达在小型化和高效能方面的潜力，也为未来设计和优化这类电机提供了重要的理论基础和技术参考。随着对超声波驱动技术的不断探索，这种创新的设计可能会在微型电子设备、精密仪器甚至医疗设备等领域发挥重要作用。