微型電機(jī)門類繁多,大體可分為超聲波電機(jī)、直流電機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)、自態(tài)角電機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、軸角編碼器、交直流兩用電動(dòng)機(jī)、測(cè)速發(fā)電機(jī)、感應(yīng)同步器、直線電機(jī)、電機(jī)機(jī)組、其他特種電機(jī)等13大類。
而超聲波電機(jī)一般由振動(dòng)體和移動(dòng)體組成。振動(dòng)體相當(dāng)于傳統(tǒng)電機(jī)中的定子,由壓電陶瓷和金屬?gòu)椥圆牧现瞥?;移?dòng)體相當(dāng)于傳統(tǒng)電機(jī)中的轉(zhuǎn)子,由彈性體和摩擦材料及塑料等制成。
微型超聲波電機(jī)給電機(jī)輸入驅(qū)動(dòng)電壓后,壓電材料產(chǎn)生壓電現(xiàn)象,同時(shí)發(fā)生的縱向延伸和橫向彎曲模式的激勵(lì)在陶瓷指尖的狹小的橢圓通道里產(chǎn)生二維聲波,從而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。但沒有驅(qū)動(dòng)電壓的時(shí)候能夠維持一個(gè)保持力矩,不產(chǎn)生位移和滯后。
超聲波電機(jī)定位精確,分辨率可達(dá)1μm,精度10nm,運(yùn)動(dòng)速度平穩(wěn),低10μm/s,高250mm/s,標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)答時(shí)間為50~75μs,整定時(shí)間明顯優(yōu)于一般伺服電動(dòng)機(jī),以0.1μm的分辨率為例,只需1~2ms,為一般伺服電動(dòng)機(jī)的1/10,定位后沒有一般伺服電動(dòng)機(jī)存在的晃動(dòng)問題,而且超聲波電機(jī)具有重量輕,體積小,行程無(wú)限制等特點(diǎn)。
目前三階微控微型超聲波電機(jī)已經(jīng)在汽車制造、航空航天、智能機(jī)器人、光學(xué)鏡頭、精密醫(yī)療器械、自動(dòng)變焦眼鏡等行業(yè)領(lǐng)域中有廣泛應(yīng)用。