陈紫嫣，王 寅，曹 俊，时运来，黄卫清

（1.华侨大学机电及自动化学院 厦门，361021）（2.南京航空航天大学航空学院 南京，210016）（3.广州大学机械及电气工程学院 广州，510006）

引言

超声电机利用压电陶瓷的逆压电效应以及摩擦耦合将定子自身的微米级往复振动转化为动子宏观直线或旋转运动的执行机构［1-2］。自20世纪80年代至今，其发展日益迅速，它以自身重量轻、输出能量密度高、易于小型化和轻量化等优点，在精密驱动与控制领域应用广泛［3］。

根据超声电机定子振动的波动形式不同，可将超声电机分为行波、驻波和表面波超声电机。其中驻波超声电机以其结构多样化引起了研究人员的广泛关注［4］。为了实现驻波超声电机定子的驻波振动，压电陶瓷与金属基体的装配方式有贴片式和夹心式两种结构。其中贴片式结构紧凑，易于小型化［5-6］；夹心结构能够输入较高功率，在需要大推力的场合具有应用前景［7］。根据波动在定子内的振动方向的不同，驻波超声电机有面外振动式和面内振动式两种［8-9］。其中面内振动结构具有较小的厚度，能够在不增加驱动系统厚度的前提下实现作动。面内模态超声电机从结构特点可分为整体模态复合型和局部模态组合型两类［10-11］：整体模态复合是指利用板结构面内两个纵振或弯振模态进行组合设计定子，这类电机的典型代表有Nanomotion公司的L1B2模式的超声电机和PI公司的产品，这类电机在定子上不设槽结构，对加工精度具有较高要求，且异形模态的频率响应带宽要重叠这一要求难以达成；……