汪红兵，李志荣，孙春华

(苏州市职业大学，苏州215104)

0 引 言

直线超声波电动机是利用压电材料的逆压电效应，使弹性体产生超声频率(在20 kHz 以上)的微观振动(微米级)，并通过摩擦作用将这种微观振动转换成宏观直线运行来直接推动负载。直线超声波电动机具有体积小、重量轻、结构简单紧凑、低速大转矩、响应快、运动精度高、低噪声运行、无电磁干扰、可直接实现直线驱动、结构形式灵活多样等一系列优点，因而在微型精密驱动系统中发展迅速，应用前景广阔［1－3］。

从直线超声波电动机原理来看，电机定子需工作在共振状态下，然而共振状态并不稳定，定子的固有频率在工作过程中会受到环境温度等因素影响而发生漂移，一定程度上会影响电机的工作性能［4］。

压电叠堆具有能量转换效率高、电源功耗低、响应速度快、分辨率高、输出力大、输出位移大且稳定、蠕变小、实现低电压驱动、体积小等特点［5－6］。由于压电叠堆的特点，在直线超声波电动机中使用压电叠堆进行激振，定子无需工作在共振状态下即可推动负载运动，拓宽了电机的工作频率。另外，采用压电叠堆可以实现电机的低电压驱动及微型化。

目前国内外关于基于压电叠堆的新型直线超声波电动机取得了一系列的成果［7－10］。文献［4］提出的新型新型非共振压电直线电动机，在驱动电压80 V 时，电机最大输出推力4.1 N，最大运行速度3.7 mm/s。文献［9］提出了一种新型惯性式直线超声波电动机，电机在驱动电压50 V 时，最大空载速度11 mm/s，最大输出力0.5 N。……