作者：admin 发表时间：2009-4-25 9:46:46 阅读：
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本文关键词：振动马达的工作原理
为了让大家能看得懂，所以分了几个部分介绍，请耐心研读：
压电超声马达作为一种新型的驱动装置，近年来研究工作非常活跃。这主要是因为压电元件具有单位体积（质量）产生的输出功率、扭矩及发生力大，无电磁干扰，具有较好的响应性，可控性好等到特点。所以，在微小型机械上压电超声马达有着广泛的应用前景。目前国外已有应用压电超声马达驱动的照相机问世，压电马达的产品也已批量生产。
但目前的压电超声马达都是单自由度运动的驱动机构，如旋转式马达是绕固定轴线转动，直线移动马达是沿某一固定方向运动。对此，本文提出一种新型的矩形板二自由度压电马达，阐明了它的驱动原理，并对马达的驱动部分——矩形板压电振子的运动特性进行了分析和计算。
1矩形板单自由度马达振子工作原理
首先对单自由度压电马达振子的工作特性进行分析〕。四凸起矩形板复合振子，其工作形式是当在压电陶瓷元件上外加交流电场时，压电陶瓷将产生长度方向的伸缩振动变形，同时带动矩形钢板产生共振，当矩形板的振型为B43模态（长 度方向有4条节线，宽度方向有3条节线）时。则设计在平板上的4个凸起由 于长、宽两个方向复合振动的作用，其顶端的质点将产生类似椭圆的轨迹（见图3），此时在凸起上放置从动 件，则从动件将产生单方向的运动，从微观上讲，运动是间断的，但因为振子的共振频率很 高（一般在20 kHz以上），所以宏观上能够形成单方向的连续运动。
3 矩形板二自由度压电马达的工作原理
矩形板二自由度压电马达具有可形成二个自由度方向运动的特点。因此，设计成如图 4所示的球形转动体驱动机构。 二自由度矩形板复合振子，该复合振子是由 矩形钢板和压电陶瓷粘结制作，而且在矩形钢板的上表面也有4个凸起，但是凸起的位置和 方向有区别。这种区别可以使振子为B32振型时（长度方向观察3条节线，宽度方 向2条节线），1、3凸起将驱动其上的球体绕轴线转动，； 当振子的振型为B23时（长度方向2条节线，宽度方向3条节线），2、4凸起将驱动球体沿与B 32振型驱动时转动.
综上所述，在不同的振型下，振子可以驱动球体绕互相垂直的两个轴线转动，形成两个旋转自由度的驱动机构。
4 振子的振动分析
从以上分析可知，要想形成二自由度压电马达，关键是保证图5的压电振子 能够具有B32和B23振 型。在B32振型时，振子上的凸起1、3在长 度方向观察处于节线上，从该方向观察处于凸起做左右摆动；在宽度方向上观察凸起1、3 处于波峰上，振动过程中上、下运动。两个方向运动的复合，则凸起1、3的顶端将产生椭 圆运动。而在B32振型时，振子上的凸起2、4在长度方向观察其中心 处于节线2上；在宽度方向观察其中心处于节线1、2上。因此，在该振型振动时，凸起2 、4的中点因位于两节线的交叉点上，就不会产生运动。同理，振子在B23振型时 凸起2、4顶端将产生椭圆运动，凸起1、3因中点位于节线交点上，也不会产生运动（实际上由于其他部位的运动，会有一定的牵连运动，但因2、4与凸起运动相比，位移较小）。
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