【摘要】：研制了一種新型螺紋式空心超聲電機,用于驅(qū)動光闌并控制和調(diào)節(jié)光束。由于光闌僅需有限角度轉(zhuǎn)動,故采取螺紋方式連接超聲電機定子和轉(zhuǎn)子來施加軸向預壓力和實現(xiàn)轉(zhuǎn)子周向運動的耦合。電機僅由轉(zhuǎn)子、定子和底座組成;其中轉(zhuǎn)子與光闌定圈固定,實現(xiàn)了與光闌的一體化設計。運用有限元軟件對定子進行了模態(tài)分析,選定工作頻率為38.26kHz。受可加工螺紋螺距尺寸的限制,電機軸向運動使電機預壓力變化較大,電機轉(zhuǎn)動角度小,不能驅(qū)動光闌完成閉合或開啟,故對轉(zhuǎn)子進行了柔性化設計。仿真實驗表明,在轉(zhuǎn)動90°范圍內(nèi),定、轉(zhuǎn)子預壓力變化在27%之內(nèi)。試驗研究表明:設計的電機定子振動特性良好,干擾模態(tài)距工作模態(tài)5kHz以上;阻抗值變化不超過10%。得到的結果驗證了預壓力變化對電機影響小;電機驅(qū)動光闌開啟時間為5s,閉合時間為4.4s,開啟、閉合直徑與電機運行時間呈線性關系。該空心電機滿足了光闌調(diào)節(jié)需求,具有結構簡單、零部件少等特點。
[Abstract]:A new type of threaded hollow ultrasonic motor is developed to drive the diaphragm and control and adjust the beam. Since the diaphragm only needs to rotate at a limited angle, the stator and rotor of the ultrasonic motor are connected in a threaded way to apply axial prepressure and realize the coupling of rotor circumferential motion. The motor consists only of rotor, stator and base, in which the rotor is fixed with the aperture, and the integrated design of the rotor and the diaphragm is realized. The modal analysis of the stator is carried out with finite element software, and the working frequency is 38.26kHz. Limited by the size of machining thread pitch, the axial movement of the motor causes the motor prepressure to change greatly, the motor rotation angle is small, and the diaphragm can not be driven to complete closure or opening, so the flexible design of rotor is carried out. The simulation results show that in the range of 90 擄rotation, the variation of prepressure of stator and rotor is within 27%. The experimental results show that the stator vibration characteristics of the designed motor are good, the interference modes are above the operating mode 5kHz, and the impedance changes are not more than 10. The results show that the change of pressure-pressure has little effect on the motor, the opening time of the drive diaphragm is 5 s, the closing time is 4.4 s, and the closing diameter is linearly related to the running time of the motor. The hollow motor meets the requirements of diaphragm adjustment, and has the characteristics of simple structure and few parts.
【作者單位】： 南京航空航天大學機械結構力學及控制國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(No.51275242,No.51175264) 南京航空航天大學基本科研業(yè)務費專項資金資助項目(No.NJ20120013)
【分類號】：TM359.9

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