提出了一种长环形直线驻波超声电机振子,并对该超声电机振子进行了研究。利用有限元分析软件对振子的工作模态进行了分析,阐述了振子的工作原理。对支撑结构、影响振子振动模态固有频率的主要结构参数,进行了数值分析,确定了振子的结构形式。振子与支撑结构采用柔性铰链连接,利用第18阶正交的两个面内弯曲模态工作,实现了电机振子双接触面驱动、正反两个方向运动。证明了该类振子利用面内弯曲振动模态可以实现双面驱动、正反双向直线运动。为环型驻波直线超声电机的设计提供了理论参考。

提出一种沿长度方向突变的变截面直梁压电振子结构,该振子能保证输送工作台面上各质点振幅均匀一致。由于振子具有结构对称性,可在空间上实现两个互相垂直的同阶弯曲模态（近似同频）,这两个模态的叠加使工作面上各质点做可更改运动参数的椭圆运动。应用悬臂梁结构研制了一个毫牛量级的微力测试装置,完成输送振子微小摩擦驱动力的测试。对微摩擦驱动力的主要影响因素进行了实验分析。实验结果表明,工作面质点椭圆运动轨迹的长轴在水平面上比在铅垂面上时更有利于物料的超声振动输送。振子振幅增大时,振子对试件的摩擦驱动力也相应增大;当振子两个方向振动的速度相位差从0°~90°增大时,摩擦驱动力呈增大趋势。

针对小块体物料的短距离精密输送问题,提出超声振动输送新方法,设计制作了基于弯曲行波的环形压电输送振子。依据模块化设计思想,将输送装置设计成3个单一输送振子的并列组合,采取多个振子的同步驱动。对所设计振子的模态及同步驱动特性进行了理论分析与实际测试,试验结果验证了超声振动输送装置同步驱动的可行性。

利用Solid Works软件对车载液压机械臂进行三维建模,保存为parasolid文件后导入到ADAMS中生成虚拟样机模型,并对其进行运动学仿真分析,得到末端夹持器中心点的位移和速度曲线。对仿真结果进行分析得出,该设计运行平稳,无突变和冲击现象,能够满足设计参数要求,结构设计合理,为实物样机制造提供了理论依据,且为该类机械臂的控制设计奠定了理论基础。

为了提高超声电机推力,提出了一种双足驱动直线超声电机,振子采用郎之万振子的形式,振子驱动足上具有驱动作用的椭圆轨迹通过2个3阶正交弯振模态复合形成。首先对振子进行结构设计;其次利用有限元法对振子进行动态设计并进而确定了振子尺寸;最后,利用确定的振子尺寸建立有限元模型进行模态分析,结果表明振子频率大小合适。