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柱体超声波电机发展与现状柱体型超声波电机的研究起步较晚，但已出现多种多样的结构型式。日本的Minoru Kurosawa于1989年首先介绍了此类电机（见图1-1）[2]；Takeshi Morita和Pin Lu等分别报道了此类电机的结构、原理和性能等[3]；Kui Yao等于2001年介绍了将纵振动转换为弯曲振动的一种新型柱体超声波电机。国内是在20世纪90年代加入该研究行列的，研究较早的是清华大学的Longtu Li等，他在1995年研究了一种纵弯振动转换型柱体超声波电机[4]；褚祥诚等介绍了一种直径为1．8mm的棒状压电陶瓷微马达，阐述了压电微马达的驱动机理、部分制作工艺及工作特性；Shuxiang Dong等研制了直径15mm、单转子、基于弯曲振动模态的柱体超声波电机，此后他们又研究了直径1mm的此种柱体电机（见图1-2）[5]；胡敏强等研制了直径20mm的单定子和双定子两类柱体超声波电机[1]。另外，Takafumiamano T等于1998年报道了利用单个定子的弯曲振动和纵振动的组合实现球形转子的三自由度运行的多自由度柱体超声波电机。2004年，日本又研制出用于机器人控制装置的小型柱体超声波电动机，采用叠层压电陶瓷作为换能部件，使得电机的空载转速达到625rpm，最大堵转转矩达到0.0108Nm[6]。64381
图 1—1Kurosawa 的柱体超声波电动机
清华大学柱体超声波电机
柱体超声波电机的优点与应用
超声波电机是一种全新的自动控制执行元件，也是一种崭新的传动形式，是对传统电磁驱动原理的突破和有力的补充。由于超声波电机可采用不同的振动模态来产生驱动力，因而可研制出多种不同型式的超声波电机。其中，圆柱定子超声波电机（cylinder-type stator ultrasonic motors，CTWUSM）是目前国内外应用和研究最多的超声波电机之一。由于圆柱定子超声波电机的压电陶瓷不需粘接，激振效率高，工艺简单，便于实现自动化生产，最近几年佳能公司生产的十几种型号的照相机中的镜头调焦系统大多采用CTWUSM。采用CTWUSM后，除了镜头体积和重量减小、调焦时间缩短、噪声降低、控制性能提高以外，还具有比环形行波超声波电机更高的性价比