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光阑用螺纹式超声电机

发布时间:2018-10-22 10:09
【摘要】:研制了一种新型螺纹式空心超声电机,用于驱动光阑并控制和调节光束。由于光阑仅需有限角度转动,故采取螺纹方式连接超声电机定子和转子来施加轴向预压力和实现转子周向运动的耦合。电机仅由转子、定子和底座组成;其中转子与光阑定圈固定,实现了与光阑的一体化设计。运用有限元软件对定子进行了模态分析,选定工作频率为38.26kHz。受可加工螺纹螺距尺寸的限制,电机轴向运动使电机预压力变化较大,电机转动角度小,不能驱动光阑完成闭合或开启,故对转子进行了柔性化设计。仿真实验表明,在转动90°范围内,定、转子预压力变化在27%之内。试验研究表明:设计的电机定子振动特性良好,干扰模态距工作模态5kHz以上;阻抗值变化不超过10%。得到的结果验证了预压力变化对电机影响小;电机驱动光阑开启时间为5s,闭合时间为4.4s,开启、闭合直径与电机运行时间呈线性关系。该空心电机满足了光阑调节需求,具有结构简单、零部件少等特点。
[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 掳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.
【作者单位】: 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(No.51275242,No.51175264) 南京航空航天大学基本科研业务费专项资金资助项目(No.NJ20120013)
【分类号】:TM359.9

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本文编号:2286872

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