超声波电机简称USM,是近年来发展起来的一种全新概念的驱动装置,它利用压电材料的逆电效应(即电致伸缩效应),把电能转换为弹性体的超声振动,并通过摩擦传动的方式转换成运动体的回转或直线运动。超声波电机将电致伸缩、步进电机超声振动、波动原理这些毫不相干的概念和电机联系在一起,创造出一种完全新型的电机,是一种综合性多学科的智慧产物。
低速大转矩:在超声波电机中,超声振动的振幅一般不超过几微米,振动速度只有几厘米每秒到几米每秒。无滑动时转子的速度由振动速度决定,因此电机的转速一般很低,每分钟只有十几转到几百转。
体积小、重量轻:超声波电机不用线圈,也没有磁铁,步进电机结构相对简单,与普通电机相比,在输出转矩相同的情况下,可以做的更小、更轻、更博。
反应速度快,控制特性好:超声波电机靠摩擦力驱动,移动体的质量较轻,惯性小,响应速度快,起动和停止时间为毫秒量级。因此它可以实现高精度速度控制和位置控制。步进电机
无电磁干扰:超声波电机没有磁极,因此不受电磁感应影响。同时,它对外界也不产生电磁干扰,特别适合强磁场下的工作环境。在对EMI(电磁干扰)要求严格的环境下,采用超声波电机也很合适。
停止时具有保持力矩:超声波电动机的转子和定子总是紧密接触,切断电源后,由于静摩擦力的作用,不采用刹车装置仍有很大保持力矩,尤其适合航天工业失重环境下的运行。
形式灵活,设计自由度大:超声波电动机驱动力发生部分的结构可以根据需要灵活设计。
超声波电机具有电磁电机所不具的许多特点,尽管超声波电机的发明和发展时间短,但在航天、机器人、汽车、精密定位、医疗器械、微型机械等领域已经得到成功的应用。
日本Canon将超声波电机应用在高端单反相机的镜头中;欧洲将超声波电机用于实验平台及微动设,如1986年获得Nobel物理学奖的扫描隧道显微镜(STM);美国在宇宙飞船、火星探测器、导弹、核弹头等航空航天工程中也都陆续应用了超声波电机。我们国家也在“嫦娥三号”登月探测器上应用了超声波电机,用作红外成像光谱仪的驱动与控制,光谱仪通过对光信息的抓取、分析,就可以测知月球表面有何种物质。
同铸科技核心研发团队是来自清华大学物理系教授,潜心研制小微型超声波电机,是国内超声波电机研究领域的带头人。同铸科技所研发的超声波电机尺寸从1mm到12mm,尺寸齐全,适式简单,可应用于智能机械、无人机、汽车、机器人、工业或医疗内窥镜、微电子产品等多项领域中。
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