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 走近超声电机

 

超声的是一项集是集超声学、振动学、材料学、摩擦学、电子学和控制科学为一体的多学科交叉的技术。电机利用压电材料的逆压电效应制成的新型驱动器。它由定子、转子以及施加预压力的机构等部件构成。把超声频交变电压加在压电陶瓷上可以在定子表面产生超声振动,,通过定子与转子之间的摩擦力驱动转子运动。

 

与电磁电机相比,超声电机的主要特点包括:

  • 大力矩低转速,不需减速机构;

  • 能量密度大,可达电磁电机的3-10倍;

  • 响应速度快,仅ms量级;

  • 定位精度高;

  • 无电磁干扰;

  • 因靠摩擦驱动,具有自锁功能。

 

 

 

 

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 超声电机的发展

 

随着微机械、微电子的快速发展,特别是纳米技术等国防尖端技术,生物医学技术、半导体技术等对微型电机的需求越来越多。

 

电子行业的代表产品手机需求量也日益增大, 据网络数据显示,仅2018年10月份,中国智能手机出货量就达到了3626.5万部,同比增长1.3%,占同期国内手机出货量的94.1%,手机已经成为人们日常主要的拍照工具。

 

而同铸科技的螺母型超声的产品,由于结构简单、多样且灵活,无电磁干扰等无可比拟的显著特点使得电机性能大大优于电磁电机,非常适用于手机及数码相机对于镜头的调焦驱动,对于人们对手机摄像体验及要求的逐步提高,超声电机的应用将起到非常重要的作用。

 

 

 

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超声电机更多的应用场景

 

航空航天领域:航空航天器往往处在高真空、极端温度、强辐射、无法有效润滑等恶劣条件中,且对系统重量要求严苛,超声电机是其中驱动器的最佳选择。

 

精密仪器仪表:电磁电机用齿轮箱减速来增大力矩,由于存在齿轮间隙和回程误差,难以达到很高定位精度,而超声电机可直接实现驱动,且响应快、控制特性好,可用于精密仪器仪表。

 

机器人的关节驱动:用超声电机作为机器人的关节驱动器,可将关节的固定部分和运动部分分别与超声电机的定、转子作为一体,使整个机构非常紧凑。日本开发出球型超声电机,为多自由度机器人的驱动解决了诸多的难题。

 

微型机械技术中的微驱动器:微型电机作为微型机械的核心,是微型机械发展水平的重要标志。微电子机械系统(micro electronic mechanical systems,缩写MEMS)的制造研发中,其电机多是毫米级的。医疗领域是微机械技术运用最具代表性的领域之一,超声电机在手术机器人和外科手术器械上已得到应用。

 

电磁干扰很强或不允许产生电磁干扰的场合:在核磁共振环境下和磁悬浮列车运行的条件下,电磁电机不能正常工作,超声电机却能胜任。



 


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