毫米压电微电机的发展与应用

毫米尺度的微电机日益受到人们的关注,但是电磁电机的复杂结构和静电电机输出微弱限制了它们的应用,相比之下压电微电机具有独特的优势,结构简单且功率密度高。文章分类介绍了直径小于10mm压电微电机的发展状况、小型化的关键技术、应用领域和发展前景。

微机械中新型压电微电机致动机理分析

给出了一种结构简单、易于微型化的新型压电微电机，研究了其致动机理．利用压电学和振动学理论分析了定子各部分及系统的振动位移微分方程；借助于弹性力学和振动分析理论，在分析新型压电微电机的基础上，建立了压电微电机运动学和动力学模型．该模型可用于压电微电机运动过程实验和压电微电机的优化设计中．

纵弯式压电微电机研究

分析了纵弯式压电微电机的驱动机理 ,提出了电机驱动臂的设计方法。研制了直径为 5mm的纵弯式压电微电机并进行了实验研究。

压电微电机之综述

利用压电薄膜的低温沉积工艺与微机械加工技术结合可以制作出压电微电机。这种压电微电机在医用微型器械，自聚焦系统，精密微定位、微型机器人等领域有着重要应用。本文介绍了几种压电微电机的制作过程、结构、工作原理及有关结果，并指出了目前存在的问题和下一步研究发展的方向。

串联弯曲臂压电微电机机理初步研究

把两片压电双晶片 (PZTBimorph)串联在一起 ,构成串联弯曲臂。一端固定 ,另一端自由时 ,在相位差为π/ 2的一定频率的方波信号驱动下 ,弯曲臂的自由端将形成类似椭圆的运动轨迹。以串联弯曲臂为驱动元件 ,可用来驱动与其端面相接触的转子转动 ,构成串联弯曲臂式压电微电机。本文将对串联弯曲臂的驱动机理进行分析 ,在新的微小尺寸驱动机理研究的椭圆运动的基础上 ,研制了串联弯曲臂压电微电机的样机 ,并且对样机的性能参数进行测试 ,转速可以达到 110rpm ,输出转矩可以达到2 2 5 μNm .

重力-弹力耦合驱动压电微电机研究

分析了重力弹力耦合驱动压电微电机的机理并给出了其运动学模型。制作了转子直径为０ ．４３３ ｍ ｍ 的压电微电机并实验验证了运动学模型。

串联弯曲臂压电微电机驱动机理分析及实验研究

把两片压电双晶片串联在一起,构成串联弯曲臂。一端固定,另一端自由时,在相位差为π/2的一定频率方波信号的驱动下,弯曲臂的自由端将形成类似椭圆的运动轨迹。以串联弯曲臂为驱动元件,可用来驱动端面与其相接触的转子转动,构成串联弯曲臂式压电微电机。对串联弯曲臂的驱动机理进行了分析,在新的微小尺寸驱动机理研究的椭圆运动的基础上,研制了直径为5 mm的串联弯曲臂压电微电机样机,对样机的性能参数进行了测试,转速可达325 r/min,转矩可以达到36.5μΝ·m。

柱状薄膜型压电微电机的有限元模拟

通过对柱状薄膜型压电微电机致动机理的研究 ,运用有限元模拟进行模态分析。通过对定子固有频率以及机构尺寸的计算 ,为类似研究探讨提供一种行之有用的方法。

串联臂压电微电机驱动机理的研究

二级串联压电双晶片 (串联臂 )一端固定时 ,在特定的电信号控制下 ,自由端将沿椭圆轨迹运动。以串联臂为驱动元件 ,可用来驱动端面与其相接触的转子转动 ,构成串联臂压电微电机。研究了串联弯曲臂压电微电机的工作原理 。

线性压电微电机与转动式压电微电机

项目成果属于乌克兰科研生产小企业Lileya有限公司所有。 线性压电微电机是基于线性导轨和准谐振型压电制动器而研制的，具有分辨率高（～10rim）、工作力大（≥4N）、位移大（15毫米）、体积小（9．5×33．5×40mm）、重量轻（20克）等特性。

线性压电微电机与转动式压电微电机

（2015-17-俄罗斯-3） 项目成果属于乌克兰科研生产小企业Lileya有限公司所有。 线性压电微电机是基于线性导轨和准谐振型压电制动器而研制的，具有分辨率高（～10nm）、工作力大（≥4N）、位移大（15毫米）、体积小（9．5×33．5×40mm）、重量轻（20克）等特性。 转动式压电微电机是基于精密抽汲轴承和准谐振型压电平面制动器而研制的，具有分辨率高（～10arc．sec）、扭矩大（≥10mN＊M）、转速范围大（60-300rpm）体积小（9×34×40mm）、重量轻（20克）等特性。

线性压电微电机与转动式压电微电机

（2015-17-俄罗斯-3） 项目成果属于乌克兰科研生产小企业Lileya有限公司所有。线性压电微电机是基于线性导轨和准谐振型压电制动器而研制的，具有分辨率高（～10nm）、工作力大（≥4N）、位移大（15毫米）、体积小（9．5×33．5×40mm）、重量轻（20克）等特性。 转动式压电微电机是基于精密抽汲轴承和准谐振型压电平面制动器而研制的，具有分辨率高（～10arc．sec）、扭矩大（≥10mN＊M）、转速范围大（60．300rpm）体积小（9×34×40mm）、重量轻（20克）等特性。

1mm压电柱式超声微电机的研制

介绍了一种超声波微电机的设计研制工作。这种基于压电柱弯曲振动模态的超声波微电机,其直径仅有1 mm细,长约5 mm,重量仅有36 mg。它是采用压电柱作为定子,在压电柱的表面均匀分割出四个电极,进行极化和施加驱动电压。详细介绍了极化方式的选择,电极间隔的优化设计以及对原型样机的性能测试。实验表明,该电机能承受350Vpp的驱动电压,获得1800 rpm的转速和4 μNm的堵转力炬。此外,这种电机具有明显的微型化优势,根据现有工艺还可使电机直径减小到0.5 mm左右。

压电超声微电机的研究现状与应用前景

从类型、原理和结构等角度重点讨论了当前压电超声直线微电机的研究现状和发展方向 ;以此展开 ,论述了目前压电超声微电机研究领域尚需深入探索的关键技术 。

采用混合结构定子的压电超声微电机的固有频率特性分析

本文首次采用了Rayleigh－Ritz方法来分析微机械中经常采用的多层膜结构（混合结构）定子的固有振动特性．研究了平面内应力（in－planestress）和弯曲应力（flexuralstress）对固有频率的影响．模拟计算和实验结果符合得较好．此外还讨论了定于有关参数对固有频率的影响．

压电微传动电机发展综述

介绍了压电微电机的特点及在尖端技术领域的应用前景,根据定转子间的接触形式给出了压电微传动电机的分类,详述了各类压电微电机国内外的研究现状。针对各类压电微电机的优缺点,分析了各类压电微电机的应用范围。以一类电磁式非接触压电电机为例,指出了压电微电机的发展趋势及未来广泛的应用前景。

压电超声微电机混合结构定子的固有频率特性分析

压电超声微电机是依靠定子振动来换能的功率器件，定子性能将直接关系到微电机能否实现。本文采用了ＲａｙｌｅｉｇｈＲｉｔｚ方法来分析微机械中经常采用的多层膜结构（混合结构）定子的固有振动特性。推导中考虑了平面内应力和弯曲应力对固有频率的影响。模拟计算和实验结果符合得较好。此外还讨论了定子有关参数对固有频率的影响。

MEMS的概念及其国内外的研究状况

介绍了ＭＥＭＳ的原理及有关技术，论述了该技术在国内外的研究状况及发展前景。

Design and Fabrication of Hybrid Piezomotor Applied in Precision Positioning Devices

The motor’s configuration is designed and the dynamic analysis equations based on its simplified model are deduced. A testing system utilizing grating is set up to test this new motor, and the theoretical movement principle for the motor is proved by experiments. The pulse waveforms are applied to drive the motor to move in steps. The motor has a displacement resolution of 10 nm and a maximum velocity of 0.6 mm/s. It can drive a 200 g slider whose range is 20 mm. A one-dimensional precision positioning platform is fabricated by using the new hybrid piezoelectric motor. The prototype is made up of two servomotors and two piezoelectric motors, which are controlled automatically by a computer. The positioning range of the platform is 10 cm.