许 海，李志荣

(苏州市职业大学机电工程系，江苏苏州215104)

0 引 言

直线超声波电动机具有断电自锁和无电磁干扰，结构设计灵活等优点。目前，国内相关机构设计出了多种结构形式的直线超声波电动机，这些直线超声波电动机性能指标随其结构形式的不同而有较大差异。1999年，由日本学者Kurosawa 提出了一种由两个兰杰文振子组合成“V”字形的大推力、高速压电振子［1－2］。该结构形式充分利用了压电陶瓷的d33效应，使该型电机具有大的推力和良好的输出效率。国内一些单位试制了这种直线超声波电动机，并进行了相关的理论分析和实验测试。就目前文献而言，对这种类型电机的驱动机理已形成了共识，即该型电机振型是利用定子体的对称和反对称模态［3－4］，但由于在分析上的简化，使得仍存在一些问题值得商榷。本文作者试制了该型样机，并对电机的驱动机理和驱动足的椭圆运动进行了分析，通过理论分析和模态试验得出在电机实际工作时驱动足所形成的椭圆运动为一斜椭圆，该斜椭圆的安装角θ 角对电机的机械特性有着重要影响。

1 电机结构

电机结构如图1 所示。V 形直线超声波电动机由定子和动子两部分组成，定子部分是由两个结构上完全对称且空间上相互垂直振动的兰杰文振子构成，动子即是普通直线导轨。定子的每个兰杰文振子分别由前、后金属弹性体和压电元件组成，并通过螺栓夹紧。在兰杰文振子的一阶纵振节线处用支撑板将其连接在一起，以便于整个定子体的安装固定。……