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超聲波電機,超聲波電機的介紹

來源:整理 時間:2023-09-07 15:43:29 編輯:智能門戶 手機版

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1,超聲波電機的介紹

超聲波電動機(Ultrasonic Motor縮寫USM)是以超聲頻域的機械振動為驅動源的驅動器。

超聲波電機的介紹

2,超聲波電機與普通電機的區(qū)別請大神分類多層次詳述

超聲電機屬于特種電機,原理決定了它的優(yōu)缺點。主要優(yōu)點就是可以實現(xiàn)高精度的角度控制,但是工藝復雜
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超聲波電機與普通電機的區(qū)別請大神分類多層次詳述

3,超聲波電機是什么東西搞這東西有錢途嗎

傳統(tǒng)的馬達都是基于電磁原理工作的,將電磁能量變換成轉動能量。而USM則是基于利用超聲波振動能量變換成轉動能量的全新原理來工作的。 根據(jù)將超聲波振動能量變換的方法來分,有三類USM: 1、駐波型(Standing Wave Type); 2、行波型(Traveling Wave Type); 3、振簧型(Vibrating Reed Type). 目前日本很發(fā)達了.已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化,中國還不行.像樣的公司還沒有幾個. 搞研究的院??蒲性核膊皇呛芏?南航有一個超聲波馬達研究中心,有一個院士搞這方面..
有前途哦

超聲波電機是什么東西搞這東西有錢途嗎

4,超聲馬達的缺點有哪些

能用的場合不多吧。特種馬達。比如效率低,使用場合有限。
超聲馬達發(fā)展過于緩慢。直到2019年,超聲波電機所謂的優(yōu)點:低速大力矩、高扭矩/重量比、響應時間等優(yōu)點已經(jīng)不復存在或者大幅削弱。超聲波電動機早年在汽車方向盤上大量應用,但在2006年開始,日本雷克薩斯汽車方向盤就不再使用超聲波電動機。主要原因是故障率太高,和無刷電動機的興起。而在鏡頭上使用的佳能、尼康USM鏡頭,在2012年佳能逐漸發(fā)布STM鏡頭(步進電機),具有良好的性價比,已經(jīng)不輸USM鏡頭了。而在德國PI精密平臺上應用的超聲波電機,PI也研發(fā)了多款電磁電機類的產(chǎn)品。因此超聲波電動機的缺點:1-壽命短2-成本高昂3-可靠性差4-功率容量小5-制造工藝復雜,不成熟。6-不能連續(xù)工作10年前、甚至5年前還可以鼓吹超聲波電動機未來前景,但現(xiàn)在看來,電磁電機特便是伺服技術的發(fā)展,超聲波電動機將逐年淡化。僅一些特殊領域,比如航天、高精密平臺、無磁環(huán)境等方面會有少量應用。

5,超聲波電機的超聲波電機原理

超聲波又稱為環(huán)形USM 它的結構和原理 傳統(tǒng)的馬達都是基于電磁原理工作的,將電磁能量變換成轉動能量。而USM則是基于利用超聲波振動能量變換成轉動能量的全新原理來工作的。 根據(jù)將超聲波振動能量變換的方法來分,有三類USM: 1、駐波型(Standing Wave Type); 2、行波型(Traveling Wave Type); 3、振簧型(Vibrating Reed Type). Canon EF鏡頭中使用的USM,全部屬于行波型。 環(huán)形USM的結構很簡單:由具有彈性的定子和轉子組成。 定子是一金屬環(huán),底部有壓電陶瓷元件,上部均勻排列著梯形凸出物。 定子是用特殊材料制造的,它的熱膨脹系數(shù)同壓電陶瓷元件的一樣,這樣可以避免溫度變化的影響。 轉子是一個鋁質環(huán),通過凸緣狀彈簧與定子結合在一起。由于鋁材比較軟,所以結合部位是經(jīng)過特殊處理,增加其耐磨性能。 USM的基本特點: 1、具有低轉速大扭矩的輸出特性; 2、制動力矩大; 3、結構簡單; 4、馬達啟動和制動的可控性非常好; 5、轉動聲音非常小,幾乎無聲。 Canon環(huán)形USM除具備上述基本特點外,自身的特點: 6、高效率,低功耗; 7、環(huán)形的馬達可以與鏡身完美地結合; 8、低轉速,特別適合鏡頭的AF驅動; 9、轉動速度可以在0.2rpm ~ 80rpm范圍內任意控制; 10、可以實現(xiàn)靈敏度可調的電子MF; 11、工作環(huán)境溫度是:-30℃ ~ +60℃。 現(xiàn)在基本使用的是USM-M1和USM-L1,USM-L2已經(jīng)不再使用。

6,超聲電機的應用

超聲電機作為一種新型的微電機,在轎車電器、辦公自動化設備、精密儀器儀表、計算機、工業(yè)控制系統(tǒng)航空航天、智能機器人等領域都有著廣泛的應用前景。根據(jù)超聲波電機的研究成果,目前國外已經(jīng)成功應用于照相機的自動焦距裝置、傳送裝置、自動升降裝置、精密繪圖儀、微機械驅動器等領域。(1)光學機器超聲波電機在照相機、攝像機、顯微鏡等光學儀器的聚焦系統(tǒng)中作為驅動原件,能獲得很滿意的效果。接觸式USM具有低速大轉矩的特點,在許多應用場合中可免去減速裝置直接驅動。最典型的應用于照相機的自動焦距鏡頭中,與采用傳統(tǒng)電機鏡頭相比,具有安靜、無電磁噪聲;定位精度高;調焦時間短;無齒輪減速、機構簡單等優(yōu)點。光學顯微鏡,自動焦距,顯微定位,微納米計算尺,LCD等顯示平板的生產(chǎn)測試檢查,晶片檢查定位,消除振動系統(tǒng),天文觀測儀器,自適應光學系統(tǒng),微型掃描儀,基因處理,微型手術,光學鏡面調整等都應用了超聲波電機。(2)汽車超聲波電機用于汽車車窗的驅動裝置中,可使它體積扁小、低速時具有大轉矩的優(yōu)點發(fā)揮得淋漓盡致。它還可用于磁懸浮列車上,為使列車懸浮于軌道上,使通過軌道上線圈的超導電流產(chǎn)生強磁場,需要大力矩和控制性能良好的驅動器,這對于USM來說是最適合的。(3)航天中的運用電機在低溫和真空條件下的運行特性對航空航天的發(fā)展是極為重要的。超聲波電機具有的結構簡單、重量輕、不受磁場干擾、真空下無需潤滑油的優(yōu)點,是電磁電機在航空航天領域所不具有的。1995年末,美國航空航天局噴氣推進實驗室首次將直線超聲波電機用于多功能爬行系統(tǒng),該系統(tǒng)用于航天飛船外艙壁的檢查,其承載重量與自重比達10:1。利用其低速大力矩和高精度等特點,NASA將其用于火星探測器的輕量機械臂上,采用超聲波電機取代有刷直流電機后,Mars ArmⅡ結構雖與Mars ArmⅠ相似,但重量減輕了40%,其主要原因是用超聲波電機能直接驅動,另外還可大大縮小工作空間,如NASA的Calileo航天器上的濾波齒輪(Filter wheel)在使用超聲波電機前后的尺寸縮小了4倍。利用其驅動方式靈活的特點,日本宇宙研究所研制了兩種直線超聲波電機用于空間伸展結構的伸展和收縮。利用超聲波電機的響應快等特點,美國和法國用于導彈的測控系統(tǒng);利用結構簡單可微型化的特點,日本研制微型超聲波電機用于微衛(wèi)星等領域。此外,日本和美國等國家正在進行超聲波電機的各種研究,用于航天等軍事領域。由此可見,超聲波電機以其高轉矩重量比、快速響應、高精度和斷電自鎖等特點、將在航天航空等軍工領域中受到愈來愈大的重視。(4)工業(yè)機床中的應用由于超聲波電機結構剛度大、定位精度高,它可用于工具驅動與控制裝置以及工件的定點傳輸。如機床的精密進給機構、刀具的磨損調度裝置、微細電火花機的加工裝置、工件準確定位與裝夾、縮緊裝置及夾具的快速調整。(5)醫(yī)療與生物學領域中的應用生物材料微型操作器、計量設備、微型噴嘴、沖擊發(fā)生器、腎結石破碎治療機、氣管超聲掃描器。許多科學儀器,醫(yī)療器械會產(chǎn)生強磁場或者對電磁場干擾具有嚴格的要求,而超聲波電機能避免這些問題,所以可以用于核磁共振環(huán)境下設備的驅動。(6)民用產(chǎn)品的應用首先由于超聲電機的安靜、體積小等優(yōu)點,可用于壓縮機的使用上,在家電領域具有廣泛的用途;傳統(tǒng)的電機驅動由于在中間環(huán)節(jié),不可避免的存在累計誤差,而超聲波電機控制性能好,體積小,可用于精密控制,如電子手表;同時利用其控制精度高的特點,可用于IC、LSI等數(shù)控機器,印刷線路板加工、檢測,晶片遇見排列、焊接、封裝,半導體片等精密沖載。環(huán)狀壓電機可用于樓宇窗簾的自動開閉。 應用領域 舉例說明 光學儀器 照相機、攝像機、顯微鏡 汽車 座椅調節(jié)電機、頭靠調節(jié)電機、自動天線電機、自動門鎖電機、自動窗電機、頂板調節(jié)電機、計價器電機、電子反光鏡等 航空航天 飛機飛艇等 工業(yè)控制 鏜床、磨床、機器人等 醫(yī)療器械等 生物材料微型操作器、計量設備、微型噴嘴、沖擊發(fā)生器、腎結石破碎治療機、器官超聲掃描器 民用產(chǎn)品 壓縮機、電子手表、IC、LSI等數(shù)控機器、印刷線路加工、檢測器、晶片元件、半導體片、窗簾自動器
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