超声波电机编辑
英文：ultrasonic motor
由于激振元件Ψ为压电陶瓷，所以也称为压电马达。80年代中期发展起来的超声波电机(Ultrasonic motor，USM)是基于功能陶瓷的超声波频率的振动实▂现驱动的新型驱动器。超声电机是一个典型的机电一体化产品，由电机本体和控制驱动电路两部分组成。产品涉及到振动学、波动学、材料学、摩擦学、电子科学、计算技术和实验技术等多个领域。超声波电动机打破了由∑ 电磁效应获得转速和转矩的传统电机的概念。
与传统电机相比，它具有★以下特点与优点：低速大力矩输出；功率密度高；起停控制性好；可实现直接驱动；可实〖现精确定位；容易制成直线移动型马达；噪音小：无电磁干扰亦不受电磁干扰；需使用耐磨材ζ 料(接触型USM)和高频电源等。但它也有自己的缺点，如：功率小；寿命短等。
超声电机的两个显著特点是：1)低速大力矩输出：2)保持力矩∴大，宏观表现为起停控制性好。超声电机能大力矩输出是因为激振元件采用大功率密度的压电陶瓷材料。同尺寸的超声微电【机的力矩比静电微电机高3-4个量级：比电磁微电机高1．2个量级且输出转速也比其它类型的微电机低。超声电机的保持力矩至少是最大输出力矩的2倍多，具有大的保持力矩是因为电机的定、转子间依靠摩擦力实现转子的驱动。由于以上特点，与超声电机相连接的系统无须齿轮减速▆机构和制动机构，简化了应用系统的结构。超声波电机有着诱人的应用前景，成为研究的一大热点。具体地说，有以下几方面：信息机器、光学仪器、微机器人、医疗机器、探测系统、精①密加工等。超声电机的发展趋势是：大力矩、小尺寸、高效率、长寿命。
超声波电机原理编辑
与传统的电机ω 不同，超声波电机∑无绕组和磁极，无需通过电磁作用产生运动力。一般由振动体(相当于传统电
原理
机中的定子，由压电陶瓷和金属弹性材料制成)和移动体(相当于传统电机中的转子，由弹性体和摩擦材料及塑料等制成)组成。在振动体的压︾电陶瓷振子上加高频交流电压时，利用逆压电效应或电致伸缩效应使定子在超声频段卐(频率为20KHZ以上)产生微观机械振动。并将々这种振动通过共振放大和摩擦耦合变换成旋转或直线型运动。
实现超声波驱动有两个前提条件：首先，需在定子表面☉激励出稳态的质点椭圆运动轨迹；其次，将定子表面质点水平方向的微观运动转换成转子的宏观△运动或平动。第一个前提条件对应着机电能量转换，利用逆压电效应由电能ㄨ转化成机械振动能：第二个前提条件对应着运动形式转化，往往通过定转子间的摩擦力来实现，近年来亦有通过气体或液体为中间介质接触为非接触型超声波电机，也称为声悬浮超声波电机。从超声电机的工作原理可见，其正常工作离不开两个能量转∩换作用：机电转换作用和摩擦转换作用。机电转换作用是指压电陶瓷的逆压电效应，即对压电陶瓷振子加高频振荡电流，使它以超声波的频率振↓动。摩擦转换作用是指弹性体(定子与压电陶瓷的合称)的振动经过定子与转子工作面间的摩擦作用转←化成转子的直线运动或旋转运动。要保证大力矩输♀出、止动性好，必须满足的条件就是有效足够的机电转换作用和有效稳定的摩擦转换作用。
应用领域编辑
超声波♂电机的应用领域可概括如下：
1)航空ω 航天领域
超声波电机
航空航天器往往处在高真空、极端温度、强辐射、无法有效润滑等恶劣条件中，且对系统重量要求严』苛，超声马达是其中驱∮动器的最佳选择。
2)精密仪器仪表电磁马达用齿轮箱减速来增大力矩，由于存ㄨ在齿轮间隙和回程误差，难以达到很高定位精度，而超声马达可直接实现驱动，且响应快、控制特性好，可用于精密仪器仪表。
3)机器◥人的关节驱动
用超声电动机作为机器人的关节驱动器，可将关㊣ 节的固定部分和运动部分分别与超声马达⊙的定、转子作为一体，使整个机构非常紧凑。日本开发出球型超声电动机，为多自由度机器〗人的驱动解决了诸多的难题。
4)微型机械技术〒中的微驱动器
微型电机作为微型机械的核心，是微型机械发展水平的①重要标志。微电子机械系统(micro electronic mechanical systems，缩写MEMS)的制造＠ 研发中，其电机多是毫米级的。医疗领域是微机械技术运用最具代表■性的领域之一，超声电机在手术机器人和外科手术器械◆上已得到应用。
5)电磁干扰很强或不允许产生电磁干扰的场合
在核磁共振环境下和磁悬浮列车运行的条件下↘，电磁电机不能正常工作，超声马达却能胜任。
