超聲波電機的研究與設(shè)計 ——秦波，王一，吳茂昌申請理由秦波,獲三等獎學(xué)金兩次，參加過基礎(chǔ)學(xué)院組織的CAD建模培訓(xùn)，參加學(xué)院組織的新思路科技創(chuàng)新比賽之旋轉(zhuǎn)小車并獲一等獎，步行機器人培訓(xùn)及叢德宏老師指導(dǎo)的機器人競賽選修課，參加了機械創(chuàng)新大賽。王一，二等獎學(xué)金三次，沈陽機床獎學(xué)金一次。參加過基礎(chǔ)學(xué)院CAD建模培訓(xùn)及比賽，計算機競賽（三等獎），新思路科技創(chuàng)新比賽之旋轉(zhuǎn)小車并獲一等獎，也參加過機器人培訓(xùn)及叢德宏老師指導(dǎo)的機器人競賽選修課。精通AutoCAD，擅長編程，了解Solidworks，Matlab及anysis有限元分析。吳茂昌,獲得校一等獎學(xué)金一次，二等獎學(xué)金兩次，沈陽機床獎學(xué)金一次。參加過CAD建模培訓(xùn)及比賽,參加申報了機械創(chuàng)新大賽。超聲波電機的研究與設(shè)計超聲波電機的發(fā)展1超聲波電機的概念及原理2超聲波電機的優(yōu)越性及項目創(chuàng)新點3超聲波電機的應(yīng)用及前景展望4項目實施方案、預(yù)期目標(biāo)及經(jīng)費預(yù)算55超聲波電機的發(fā)展背景英國

1969年Salfod大學(xué)兩名教授雜志表明，USM的功能是傳統(tǒng)電機不能及的。

美國

1973年,IBM公司的Barth提出了具有現(xiàn)代超聲電機原理的結(jié)構(gòu)方案

日本

1973年提出了一種USM的模型，70年代后期日本新生工業(yè)公司研制了研究了駐波型、行波型、彎曲波型3種USM.(只停留在試驗階段)20世紀60年代——超聲電機的提出階段

60年代末~70年代末——超聲電機的初級發(fā)展階段蘇聯(lián)1964年，在基輔學(xué)院有學(xué)者提出超聲電機的理論模型，自此超聲電機的研究工作宣告開始。超聲電機的發(fā)展熱潮階段

日本1980年，日本的T.Sashida設(shè)計制造了第一臺能滿足實用要求的USM電機1982年，日本新生工業(yè)公司的指田年生研制成功行波和駐波兩種USM.(USM真正的走上實用化道路)。1985年，日本Kumada研制了第一臺單相驅(qū)動的縱扭復(fù)合型超聲電機。1986年，TakeshiHatsuzawa經(jīng)過對環(huán)行波型USM的研究得到USM的速度和電壓、驅(qū)動電壓頻率等的關(guān)系立陶宛1981年,立陶宛Vasiliev成功地構(gòu)造了一種能夠驅(qū)動較大負載的超聲電機。背景國際刊物發(fā)表超聲電機類論文的數(shù)量和趨勢我國刊物發(fā)表超聲電機類論文的數(shù)量和趨勢背景轉(zhuǎn)子定子電能振動能轉(zhuǎn)子動能原理逆壓電效應(yīng)摩擦耦合超聲電機的優(yōu)越性——與傳統(tǒng)電機比較低速大轉(zhuǎn)矩，無需減速機構(gòu)機構(gòu)簡單、重量輕，易生產(chǎn)不產(chǎn)生也不會受到電磁干擾直接驅(qū)動靠摩擦驅(qū)動，能斷電自鎖位置和速度控制性好耐低溫和耐真空結(jié)構(gòu)形式靈活優(yōu)良的控制性能運行無噪聲超聲電機的應(yīng)用應(yīng)用電子產(chǎn)業(yè)微電系統(tǒng)醫(yī)療設(shè)施國防工業(yè)航空航天醫(yī)療器械超聲電機的應(yīng)用需求及前景展望●21世紀,國防工業(yè)是我國重點發(fā)展的領(lǐng)域之一。從國外的應(yīng)用情況看,它一定要應(yīng)用超聲電機。如納米衛(wèi)星、微型飛機、宇宙飛船和空間探測器等,應(yīng)用超聲電機,可以減少飛行器的重量,增強其可控性;●機器人和微型機械,也是我國21世紀重點發(fā)展的領(lǐng)域。超聲電機可以使機器人和微型機器簡化結(jié)構(gòu),減輕重量,增強其可控性。隨著超聲電機的微型化,它可進入人體,如作為人造心臟的驅(qū)動器。它將會大大推動人造器官的產(chǎn)業(yè)化進程;●21世紀,我國將要大力發(fā)展磁浮列車。磁浮列車上的強磁場干擾,使得在磁浮列車上的傳統(tǒng)的電磁電機工作失效,超聲電機大有可為:●未來豪華轎車上的電機之多可達80個,使汽車體積增加,電磁干擾增強。應(yīng)用超聲電機,由于不需齒輪箱,從而大大降低其體積;由于超聲電機不產(chǎn)生磁場而使汽車的電磁兼容性得到大大改善。汽車上的中央門鎖、門窗玻璃的升降,前視鏡和雨刮器等,均可用超聲電機來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電磁電機;●隨著掌上計算機、可視電話電視、手提式儀器等的快速發(fā)展,微型(直線型和旋轉(zhuǎn)型)超聲電機將可得到廣泛應(yīng)用。超聲電機將使這些微型儀器降低重量和體積,減少其能量損耗;●由于超聲電機的位置控制精度很高,可達微米級甚至納米級,超聲電機將會在一些精密儀器、醫(yī)療設(shè)備以及半導(dǎo)體制造技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。需求及前景展望醫(yī)療器械特種環(huán)境電子設(shè)備

宇航國防交通運輸實施方案超聲波電機控制技策略的設(shè)計

超聲波電機驅(qū)動方式的設(shè)計

定子與轉(zhuǎn)子優(yōu)化設(shè)計建立數(shù)學(xué)模型第四階段第三階段第二階段第一階段建立超聲電機定子端面質(zhì)點運動數(shù)學(xué)模型；為超聲電機的運轉(zhuǎn)建立可靠的理論支承；采用有限元法對定子與轉(zhuǎn)子動力特性進行分析,建立定子的機電耦合模型,借此再結(jié)合Matlab進行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

驅(qū)動超聲波電機需要對定子上的壓電陶瓷元件施加一定功率的電信號,驅(qū)動器的優(yōu)劣關(guān)系到超聲波電機的輸出性能和應(yīng)用

超聲電機本身具有良好的控制性能,其輸出特性會隨外界環(huán)境的變化而變化,需要選用合適的控制技術(shù),控制自身這些非線性因素的變化

預(yù)期成果通過對項目的研究，設(shè)計出的超聲波電機的原理樣機，實現(xiàn)電機的旋轉(zhuǎn)運動。項目預(yù)算序號支出項目金額（元）依據(jù)或理由1材料費80002加工制造成本80003電子元器件20004控制裝備40005資料檢索、復(fù)印費500包括組員上網(wǎng)查資料、打印等6各種儀器租借費用20007其它500合計2.5萬項目預(yù)算ThankYou!低速大轉(zhuǎn)矩高速，小扭矩時達到最高效率扭矩，效率扭矩效率速度（a）直流電機（b）超聲電機低速，大扭矩時達到最高效率速度，效率速度效率扭矩不產(chǎn)生也不會受到電磁干擾我國將要大力發(fā)展的磁懸浮列車。磁懸浮列車的強電磁干擾必將會使傳統(tǒng)的電磁電機工作失靈,超生電機必然可以在磁懸浮列車上大量應(yīng)用。耐低溫和耐真空由于超聲電機不受太空電磁輻射的影響，能夠在溫差變化劇烈的環(huán)境下保持良好的機械特性，同時還具有質(zhì)量小的特點，非常適用于星際探索。最近幾年，美國的航天器、火星探測器、核彈頭等都陸續(xù)應(yīng)用了超聲電機