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shinsei超聲波馬達(dá)工作原理分析

超聲波電機(jī)：USR系列的結(jié)構(gòu)

超聲波電機(jī)：USR系列由四個(gè)主要部分組成：傳遞振動(dòng)的定子，傳遞振動(dòng)的轉(zhuǎn)子，向電機(jī)傳遞力的軸和用作軸承的軸承。

定子部分由產(chǎn)生振動(dòng)的壓電陶瓷、放大振動(dòng)的定子金屬以及與轉(zhuǎn)子接觸的滑動(dòng)材料組成。

雖然它的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，但各個(gè)元件都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算，以確保穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)性能，較大的保持力和高靜音度。

標(biāo)準(zhǔn)和非磁性電機(jī)都不使用產(chǎn)生電磁波的組件。
非磁性電機(jī)使用不受磁性影響的材料來(lái)制造定子金屬和軸承，從而在高磁場(chǎng)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。

超聲波馬達(dá)：USR系列的工作原理

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  轉(zhuǎn)子，施加到定子上的力的圖像

• 大綱

  超聲波電機(jī)通過(guò)向壓電陶瓷施加電壓使壓電陶瓷變形，變形被定子金屬放大和傳播，導(dǎo)致定子金屬表面成波形變形。 該波的頂點(diǎn)作為行波移動(dòng)，使與定子接觸的轉(zhuǎn)子通過(guò)摩擦力旋轉(zhuǎn)。

  超聲波電機(jī)的高保持力

  由于轉(zhuǎn)子和定子之間施加高壓，因此停止時(shí)最大的摩擦力是超聲波電機(jī)的保持力。

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  轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)原理圖像

• 超聲波馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)原理

  通過(guò)對(duì)壓電陶瓷施加電壓，壓電陶瓷變形變形，變形被定子金屬放大和傳播，在定子金屬表面產(chǎn)生行波。
  在這里，定子金屬僅在表面上行波的每個(gè)頂點(diǎn)與轉(zhuǎn)子接觸，并且其每個(gè)頂點(diǎn)都橢圓運(yùn)動(dòng)。
  轉(zhuǎn)子在其橢圓運(yùn)動(dòng)的影響下旋轉(zhuǎn)。

  這種橢圓運(yùn)動(dòng)的軌跡與行波的方向相反，受其影響的轉(zhuǎn)子也與行波方向相反。
  換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)行波在定子的圓周上順時(shí)針（CW）行進(jìn)時(shí)，行波與轉(zhuǎn)子接觸的每個(gè)頂點(diǎn)產(chǎn)生逆時(shí)針（CCW）橢圓運(yùn)動(dòng)。
  然后，與波的頂點(diǎn)接觸的轉(zhuǎn)子沿與橢圓運(yùn)動(dòng)相同的方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（CCW）。

  通過(guò)控制該行波的速度和方向，可以在CW和CCW方向之間切換，從而實(shí)現(xiàn)超聲波馬達(dá)的高響應(yīng)性。

USR30-S 系列

型號(hào)： USR30-S3， USR30-S4

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  USR30-S4

• USR30-S 系列是標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，在外殼中非常堅(jiān)固，可以通過(guò)連接器安裝和拆卸。
  最大扭矩為0.1 [Nm]，最大速度為300 [rpm]。 我們提供USR30-S3（僅帶輸出軸的單軸類(lèi)型）和USR30-S4（可連接到傳感器的雙軸類(lèi)型）。

USR60-S 系列

型號(hào)： USR60-S3， USR60-S4

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  USR60-S3

• USR60-S 系列是標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，在外殼中非常堅(jiān)固，可以通過(guò)連接器安裝和拆卸。
  最大扭矩為1.0 [Nm]，最大速度為150 [rpm]。 我們提供USR60-S3（僅帶輸出軸的單軸類(lèi)型）和USR60-S4（可連接到傳感器的雙軸類(lèi)型）。