邢继春，许立忠，王春光

(1.燕山大学 机械工程学院，河北 秦皇岛 066004;2.秦皇岛技师学院，河北 秦皇岛 066001)

基于压电效应的电机，称为压电电机。压电电机的种类型很多。除了各种类型的摩擦接触式超声电机外，还有非接触型超声电机、离合器耦合型压电电机、直线型表面波电机、真空型超声电机、冲击型压电电机等。此类电机在精密驱动领域已经发展为一种独特的驱动形式，例如超真空用精密位移装置、微型机器人手臂、扫描隧道显微镜等［1-2］。

新型旋转式压电惯性电机，是利用压电晶体的逆压电效应和惯性位移原理，用锯齿波作为激励电信号产生惯性冲击力驱动电机旋转［3］。与其它驱动方式相比，压电型惯性冲击驱动具有结构简单、能够在高速运动的同时实现长距离纳米级定位、容易实现多自由度驱动和不需要专用的位置保持装置等特点［4］。近年来国内外研究人员利用压电惯性冲击原理研制了一系列直线型和旋转型压电电机，并对该种电机的运动机理以及驱动信号和电机的结构参数对电机的性能的影响进行了阐述［5-7］。本文通过对电机核心部件振子的受迫冲击振动分析，进一步揭示此种电机的运动机理。

1 电机的结构设计

图1为旋转式惯性电机示意图。主要由振子、下轴、连接件、上轴、底座组成。其中惯性振子是由压电双晶体片、粘结剂、振子金属体构成。压电陶瓷片的尺寸10 mm×5 mm×0.5 mm，并且沿厚度方向极化。

图1 电机结构示意图Fig.1 The configuration of vibrator

2 激励信号

对惯性式旋转压电电机，激励方式非常重要。……