柳海南，范平清

（201620 上海市 上海工程技术大学 机械与汽车工程学院）

0 引言

压电驱动器是利用压电陶瓷的逆压电效应，让定子在超声频段内发生振动，然后通过定子与动子之间的摩擦作用获得运动和力矩[1-2]。作为一种新型驱动器，它具有小型轻量、不受磁场干扰等诸多优点[3]。而且经过多年的研究已经在微型机器、精密驱动和特殊环境等领域中具有广泛的应用[4]。

根据驱动端生成的运动轨迹可以将压电驱动器分为椭圆轨迹和斜直线轨迹。椭圆运动轨迹一般对应的是多相或者双相驱动的压电驱动器。多相驱动的例子包括Lu B[5]等人设计的三夹心式多自由度球形超声电机，以及Yang X[6]等人设计的混合激励式多自由度超声电机。但多相驱动的执行器设计繁琐，且驱动电路较为麻烦，而双相驱动的压电驱动器需要两个频率接近的正交工作模态。例如Wan Z[7]等人设计的电机是采用纵向和弯曲复合振动使定子接触端产生椭圆运动；He H L[8]等人开发了一种基于H 型振子的压电直线电机，采用振子的第2 弯曲振动模式和第1 纵向平面振动来驱动电机。但是在温度和摩擦界面的影响下，双相电机工作时，两种正交工作模式的频率不可能完全达到一致，提高了电机结构设计要求，使得设计过程复杂化。

斜直线轨迹一般对应的是单相驱动的压电驱动器，它可以解决以上驱动器存在的不便，设计较为灵活，机电结构简单，可以实现小型化且低成本，因此近几年来，越来越多的研究投身于单相驱动的设计中。……