1. 研究目的与意义

直线超声电机是 20 世纪 80 年代迅速发展和兴起应用的一种新型微电机，是利用压电材料的逆压电效应实现的把电能转换成机械能的机电耦合的一种装置，通过定子和动子之间的相互摩擦作用，把弹性体的小幅度的振动转换成动子的宏观的直线运动，直接推动负载前行。因其具有体积小、低速大扭矩、重量轻、响应快、噪声小、定位精度高、无电磁干扰和可以在恶劣条件下工作等优点，在医疗、机器人、航空航天、MEMS 等技术领域得到了日益广泛的应用。单激励超声椭圆振动直线电机是超声电机的一种，它是利用一组压电陶瓷元件的激励，通过特殊结构的模态转换器使定子产生具有两种振动模态分量的复杂振动。如果这两个振动模态之间存在一定的相位差且频率相近，定子和转子接触界面上定子的端面质点就会产生椭圆轨迹振动，从而通过定子和转子之间的摩擦获得转子的运动和扭矩。利用模态转换原理制作的超声电机只需要一组控制电路及其驱动电源，控制驱动系统简单，制造成本、控制难度均可得到降低。

目前国内直线超声电机的研究发展很快，清华大学、南京航空航天大学、哈尔滨工业大学等高校先后对直线超声电机展开了研究。但是现有的直线超声电机存在着结构复杂、输出功率小、制造困难、对制造装配要求较高、成本较高和寿命短、驱动力小等不足。这些问题制约了它们在工业生产中的应用。所以我们需要设计一款新型的超声波直线电机以改善超声波目前所存在的问题。

2. 研究内容与预期目标

1、先查看文献了解超声电机的技术背景和发展前景；

2、单激励超声椭圆振动直线电机的总体结构设计并，预期完成直线电机总体结构加工制作。

3、单激励超声椭圆振动直线电机升降机构的设计，预期完成超声波直线电机升降机构的结构加工制作。

3. 研究方法与步骤

单激励超声椭圆振动直线电机的总体结构设计，主要包括1.单激励椭圆振动超声换能器、变幅杆、单激励超声椭圆振动直线电机升降机构的设计四个部分的结构设计。2.对所设计出来的单激励超声椭圆振动直线电机核心部件压电换能器做有限元模态做优化分析设计，3.再根据所设计的结构搭建实验模型，再对单激励超声椭圆振动直线电机做实验研究、并分析处理实验结果5.最后对单激励超声椭圆振动直线电机的研究做总结和展望，并攥写，完成相应的毕业设计书。

4. 参考文献

[1] 胡丹,洪尚任,林华,张振晶. 基于面内振动的纵弯模式超声波直线电机的设计与实验，微电机2010,(9),20-22

[2] 赵淳生. 超声电机技术与应用. 北京：科学技术出版社，2007.8

[3] 金龙，朱美玲，赵淳生. 国外超声马达的发展与应用. 振动、测试与诊断，1996,16（1）：1-7

5. 工作计划

1、 提前熟悉solidworks2012、或ug、或pro/e软件，设计的部分尽量使用三维软件建模，然后转换二维平面工程图。

2、 2022年3月1日，交英文翻译，qq邮件发给指导老师。

英文翻译要求：英文原稿和翻译稿都按照论文格式排版，文中图片中的英文也要翻译，参考文献可以不翻译。