何谓超声波马达
超声波马达的定义,超声波马达的起源
超声波马达的定义，超声波马达的起源超声波马达(UltraSonic Motor)的简称是：USM，最早应用于照相机上是Canon EF系列镜头。
最早装备了USM马达的镜头是Canon EF 300/2.8L USM.传统的马达都是基于电磁原理工作的，将电磁能量变换成转动能量。
而USM则是基于利用超声波振动能量变换成转动能量的全新原理来工作的。
超声波马达的定义人耳所能听到的声音频率范围大约在20赫兹～20千赫兹之间，而超过20千赫兹以上，人耳无法辨识的频率便称为超声波。
那么究竟什么是超声波马达？其基本工作原理又如何？简单地说，利用压电材料输入电压会产生变形的特性，使其能产生超声波频率的机械振动，再透过摩擦驱动的机构设计，让超声波马达如同电磁马达一般，可做旋转运动或直线式移动。
通常电磁马达运转时我们会觉得有杂音，这是因为马达内部结构产生振动，而振动频率恰好在我们耳朵可以感受的频率范围内。
超声波马达的振动频率则设计在人耳所能听到的范围之外，所以当它运转时我们感觉不到有声音，因而觉得非常安静，这是超声波马达一个相当重要的特色。
超声波马达的起源在超声波马达问世之前，实际上已有利用压电材料振动特性来驱动的压电马达，惟其频率并不限于超声波的范围。
早在一九四八年威廉和布朗就申请了「压电马达」的美国专利；一九六一年宝路华钟表公司研制出音叉驱动的手表；一九七○～一九七二年西门子和松下两公司发展出线型压电步进马达，不过因为无法达到较大的输出力及效率，所以当时并没有普遍地应用。
一九七三年美国IBM公司的巴特（H.V. Barth），首次提出利用压电组件以超声波振动的方式来驱动的马达，但因为磨耗上的问题，和之前的手表案例一样，仅发表出来而没有实际上的应用。
几乎同时，俄国人V.H. Lavrinenko也设计了一些驱动原理相同的马达结构；一九七八年瓦西里耶夫（P.E. Vasiliev）则是利用超声波转换器作为马达的驱动来源，不过都没有发展出完整的马达结构。
超声波马达原理
超声波马达原理超声波马达是将超声波能量转换成机械振动能量的一种装置。
其原理是利用压电效应，在谐振频率时，振子发生共振运动，将电能转化为机械振动能量。
在此原理下，超声波马达不仅能够实现高速、高精度转动，还具有小型、轻量、节能等优点，因此被广泛应用于工业自动化、医疗科技等领域。
超声波马达的工作原理主要基于声导波和电压驱动原理。
一般而言，超声波马达由三部分组成：压电陶瓷振子、谐振器以及负载。
振子通过高频交流电压工作，以产生相应的机械振动。
振子振动的频率与谐振器的固有频率匹配，形成谐振共振，谐振器通过振动的振幅便将机械振动传递到负载中实现工作。
超声波马达的实际工作过程中主要包括如下几个阶段：1. 激励信号输入阶段：将交流电压信号输入到触发电路中。
2. 谐振盘起振阶段：当触发电路接收到交流电压信号时，输出信号给压电振子，使谐振盘起振，产生高频机械振动。
3. 谐振传导阶段：谐振器与负载之间产生机械传导，使负载实现相应振动。
4. 振动停止阶段：由于传导能量有损，当能量衰减到一定程度，振动便会逐渐停止。
超声波马达通过不同的驱动电压波形（例如正弦波、方波、锯齿波等）和频率，以及振子厚度、径向电力常数等参数的改变，能够控制谐振共振的频率、振幅及波形等特性。
在实际应用中，超声波马达可以充分发挥其特点，用于高速精密机械装置、超声波焊接、超声波清洗等各种领域。
超声波马达具有高速、高精度、小型、轻量、节能等优点，在工业自动化、医疗科技等领域中得到了广泛应用。
下面将介绍超声波马达的优点和应用领域。
1. 高速、高精度超声波马达可以以很高的速度同时实现高精度的转动。
在使用正弦波驱动的情况下，马达可以以非常高的精度控制转速。
它还可以以极高的分辨率进行传动，这使得超声波马达在需要高精度运动的应用中显得特别重要，例如在高速扫描和精密加工设备中。
2. 小型、轻量由于超声波马达的工作原理不需要传统电动机中所需的旋转部件，因此可以通过简化构造并使用轻质材料来实现小型化和轻量化，这使得超声波马达能够被应用在无人机、机器人和手持设备等对重量和尺寸要求较高的应用中。
超声波马达原理
h 2
h 2
h 2π 所以 ： ε x = x − ω0 t −πε 0 cos λ λ
εy εx 1 + = ε 0 πε 0 h λ
2 2
弹性体表面上任意一点 P 按照椭圆轨迹运动，这种运动使弹性体表面质 点对移动体产生一种驱动力，且移动体的运动方向与行波方向相反。
2 uy
ξ
2 y
= sin 2 φ
当 ϕ =nπ (n=0, ±1, ±2, …)时，两个位移为同相运动，合成轨迹为一条直线；当
ϕ ≠ nπ 时，其轨迹为一椭圆，其中 ϕ =nπ ±
π
2
时为一规则椭圆 ：
三、 行波电机结构与工作原理 1、结构 常见的行波电机的结构分为：上端盖、轴承、弹簧、转子、定子和下端盖。 定子上面有很多齿状结构，齿状结构下面连接的是压电振子。转子和定子的齿状 物之间是一层特殊的摩擦材料，起增大摩擦因数作用。
根据激励两个驻波振动的方式不同,驻波超声波电动机分为：
纵扭振动复合型:采用两个独立的压电振子分别激发互相垂直的两个驻 波振动，合成弹性体表面质点的椭圆振动轨迹。 模态转换型：模态转换型仅有一个压电振子激发某一方向的振动，再通 过一个机械转换振子同时诱发与其垂直的振动，二者合成弹性体表面质点的 椭圆振动轨迹，驱动移动体运动。 3. 椭圆运动及其作用
λ
yB = ε 0 cos
2π
λ
λ
x cos ω0t
在弹性体中，这两个驻波的合成为一行波:
2π y = y A + yB = ε 0 cos x − ω0 t λ
3) 在 USM 中形成行波 USM 的定子由环形弹性体和环形压电陶瓷构 成，压电陶瓷按图示的规律极化，即可产生两个在时间和空间上都相差 90° 的驻波。 极化规律：将一片压电陶瓷环极化为 A、B 两相区，两相区之间有 λ/4 的区域未极化，用作控制电源反馈信号的传感器，另有 3/4 波长的区域作为 两相区的公共区。极化时，每隔 1/2 波长反向极化，极化方向为厚度方向。 图中“+”“−”代表压电片的极化方向相反，两组压电片空间相差 λ/4，相
超声马达原理
超声马达原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊超声马达原理。
这玩意儿啊，就好像是一个神奇的小机器精灵，在各种设备里默默地发挥着大作用呢！超声马达，听起来是不是很高科技？其实啊，你可以把它想象成是一群非常勤劳的小蚂蚁在努力工作。
这些小蚂蚁呢，就是超声马达里的各种零件啦。
超声马达是靠啥工作的呢？简单来说，就是利用超声振动来产生动力。
这就好比是一场音乐会，那些超声振动就像是美妙的音乐旋律，让整个系统都跟着动起来啦！当超声振动产生后，就会带动相关的部件，让它们开始工作。
你说这神奇不神奇？超声马达虽然个头不大，但是能量可不小呢！它能在很多地方大显身手，比如说一些精密的仪器设备里。
它就像是一个小巧而又强大的战士，默默地守护着这些设备的正常运行。
超声马达的优点那可多了去了。
它反应迅速，就像短跑运动员一样，听到发令枪响就能立刻冲出去。
而且它还很精准，能精确地完成各种任务，一点都不会马虎。
这要是换成人来做，说不定还会出错呢，可超声马达不会呀！它还很安静，工作的时候几乎听不到什么声音，就像一个安静的小天使。
那超声马达是怎么做到这些的呢？这就得说说它的内部结构啦。
里面有各种复杂又精巧的零件，它们相互配合，就像一个默契十足的团队。
这些零件一起努力，才能让超声马达发挥出最大的作用。
咱再想想，如果没有超声马达，那会怎么样呢？很多设备可能就没办法那么高效地工作啦，我们的生活也会受到影响呢！所以说啊，超声马达可真是个了不起的发明。
超声马达的应用越来越广泛，以后肯定还会有更多更厉害的超声马达出现呢！那时候，我们的生活又会变得更加便利和精彩啦！它就像是一把神奇的钥匙，打开了科技进步的大门，让我们能看到更多的可能性。
总之，超声马达原理虽然有点复杂，但是它真的很有趣也很重要啊！大家以后要是看到有超声马达的设备，可别小瞧了它哟！。
超声波马达原理
超声波马达原理超声波马达是一种利用超声波振动产生机械运动的装置，它在工业生产和科学研究中有着广泛的应用。
超声波马达具有体积小、效率高、响应速度快等优点，因此备受关注。
本文将详细介绍超声波马达的原理和工作机制。
超声波马达的原理主要基于超声波的产生和传播。
超声波是指频率高于人类听觉范围（20kHz）的声波，一般在20kHz至100MHz范围内。
超声波具有高频、短波长、能量集中等特点，因此可以产生强大的振动效果。
超声波马达利用超声波的这些特性来实现驱动装置的运动。
超声波马达通常由超声波振荡器、换能器和负载部分组成。
超声波振荡器用于产生高频的超声波信号，换能器将超声波信号转换成机械振动，负载部分则是超声波驱动的装置。
当超声波信号传送到换能器时，换能器会产生相应的机械振动，这种振动会传递到负载部分，从而驱动负载部分的运动。
超声波马达的工作机制可以分为两种类型，谐振式和非谐振式。
谐振式超声波马达利用谐振频率和换能器的共振效应来产生机械振动，其工作效率较高；非谐振式超声波马达则是直接利用超声波的振动效果来驱动负载部分，其结构简单，但效率较低。
根据具体的应用场景和要求，可以选择合适的超声波马达类型。
超声波马达在实际应用中有着广泛的用途。
例如，在医疗领域，超声波马达常用于超声波清洗机、超声波刀、超声波雾化器等设备中；在工业生产中，超声波马达被应用于超声波焊接、超声波清洗、超声波加工等领域；在科学研究中，超声波马达也被用于实验室设备、精密仪器等方面。
由于超声波马达具有体积小、响应速度快、无污染等优点，因此在现代工业和科学技术中有着重要的地位。
总之，超声波马达是一种利用超声波振动产生机械运动的装置，其原理和工作机制基于超声波的产生和传播。
超声波马达在医疗、工业、科研等领域有着广泛的应用，具有重要的意义。
随着科学技术的不断进步，超声波马达的应用范围将会更加广泛，为人类社会的发展做出更大的贡献。
超声波马达原理
超声波马达原理超声波马达是一种利用超声波振动产生的机械能来驱动物体运动的装置。
它具有体积小、效率高、噪音低等优点，在现代工业和科技领域得到了广泛的应用。
那么，超声波马达的原理是什么呢？接下来就让我们来详细了解一下。
首先，超声波马达是利用超声波的声压波产生的机械振动来实现物体的运动。
超声波是指频率高于20kHz的声波，具有短波长、高能量密度的特点。
超声波在介质中传播时，会产生剧烈的机械振动，这种振动可以被利用来驱动物体运动。
其次，超声波马达的核心部件是压电陶瓷。
压电陶瓷是一种能够将电能转化为机械能的材料，当施加电压时，压电陶瓷会发生形变，产生机械振动。
利用这种原理，超声波马达可以通过控制电压的大小和频率来调节机械振动的幅度和频率，从而实现对物体的精准驱动。
此外，超声波马达还采用了谐振器和换能器来增强机械振动的效果。
谐振器是一种能够放大振动幅度的装置，它可以帮助超声波马达产生更大的驱动力。
换能器则是用来将电能转化为超声波的装置，它可以将电能高效地转化为超声波能量，从而提高了超声波马达的效率。
总的来说，超声波马达的原理是利用超声波的机械振动来驱动物体运动，核心部件是压电陶瓷，同时利用谐振器和换能器来增强机械振动的效果。
超声波马达具有体积小、效率高、噪音低等优点，因此在医疗器械、精密仪器、汽车电子等领域得到了广泛的应用。
在实际应用中，超声波马达可以用于实现精密定位、精准搅拌、精密加工等功能。
例如，在医疗器械中，超声波马达可以用于实现超声刀的精准切割；在汽车电子中，超声波马达可以用于实现声波传感器的高精度检测。
可以说，超声波马达在现代工业和科技领域发挥着重要的作用。
总之，超声波马达是一种利用超声波振动产生的机械能来驱动物体运动的装置，其原理是利用压电陶瓷、谐振器和换能器来实现对物体的精准驱动。
它具有体积小、效率高、噪音低等优点，在医疗器械、精密仪器、汽车电子等领域得到了广泛的应用。
超声波马达的发展将进一步推动现代工业和科技的进步，为人类社会的发展做出更大的贡献。
超声波马达原理
超声波马达原理超声波马达是一种利用超声波振动产生的机械能来驱动物体运动的装置。
它的工作原理是利用超声波的高频振动来产生机械振动，从而实现物体的运动。
超声波马达具有结构简单、体积小、响应速度快、精度高等优点，因此在工业、医疗、家电等领域得到了广泛应用。
超声波马达的结构超声波马达由振动器、负载、驱动电路和控制电路组成。
振动器是超声波马达的核心部件，它由压电陶瓷材料制成，具有高频振动的特性。
负载是超声波马达的工作对象，它可以是机械臂、机器人、医疗器械等。
驱动电路是超声波马达的动力源，它通过控制振动器的电压和频率来实现超声波的产生。
控制电路则负责控制超声波马达的运动方向、速度和停止等操作。
超声波马达的工作原理超声波马达的工作原理是利用压电陶瓷材料的特性来产生机械振动。
当电压施加在压电陶瓷材料上时，它会发生形变，从而产生机械振动。
这种振动是高频的，通常在20kHz以上，因此被称为超声波。
超声波的振幅和频率可以通过控制电压和频率来调节。
当超声波传播到负载上时，它会产生机械振动，从而实现物体的运动。
由于超声波的频率很高，因此它可以产生非常小的振幅，从而实现高精度的运动。
此外，超声波的传播速度很快，因此它可以实现非常快速的响应速度。
超声波马达的应用超声波马达在工业、医疗、家电等领域得到了广泛应用。
在工业领域，超声波马达可以用于机械臂、机器人、自动化生产线等设备的驱动。
在医疗领域，超声波马达可以用于超声波诊断、手术器械等设备的驱动。
在家电领域，超声波马达可以用于电动牙刷、洗衣机、空气净化器等设备的驱动。
超声波马达是一种非常有用的装置，它可以实现高精度、高速度的运动，具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展，超声波马达的应用领域将会越来越广泛，为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。
超声波电机的结构
超声波电机的结构
超声波电机（Ultrasonic Motor）是一种利用超声波振动能量进行驱动的特殊电机。
它主要由定子、转子和其他辅助部件组成。
一、定子
定子是超声波电机的主要组成部分之一，通常由金属材料制成。
定子通常具有两个或多个振荡器，这些振荡器是用来产生超声波振动的。
定子上的振荡器通常是通过在金属材料上刻蚀或钻孔来制造的，这样可以在定子上形成一系列的振动节点和振动位移。
二、转子
转子是超声波电机的另一个重要组成部分，它通常由非金属材料制成，如陶瓷、玻璃或碳纤维等。
转子通常具有一个或多个超声波振动膜片，这些膜片是用来接收定子产生的超声波振动并转换成转动的动力。
转子上的膜片通常是通过在非金属材料上切割或钻孔来制造的，这样可以在转子上形成一系列的振动节点和振动位移。
三、辅助部件
除了定子和转子之外，超声波电机还需要一些辅助部件来确保其正常运转。
这些辅助部件包括：
1.驱动电路：用于产生高频振荡信号，驱动定子产生超
声波振动。
2.位置传感器：用于检测转子的位置和速度，确保电机
能够准确地控制转子的运动。
3.散热器：用于降低电机内部的温度，防止过热对电机
造成损坏。
4.轴承：用于支撑转子，减少摩擦和磨损，提高电机的
使用寿命。
总之，超声波电机是一种利用超声波振动能量进行驱动的特殊电机，它主要由定子、转子和辅助部件组成。
这些组成部分协同工作，使得超声波电机能够实现高精度、高速度和高效率的驱动。
超声波马达 对焦 迟滞
超声波马达对焦迟滞超声波马达（Ultrasonic motor, USM）对焦技术是现代摄影领域中的重要一环，它以超声波的振动原理来驱动镜头对焦，具有快速、精准、低噪声等优势。
然而，有时我们会发现一些对焦操作存在一定的迟滞现象，即在按下对焦按钮后，镜头无法立即响应，需要一定的时间才能完成对焦动作。
那么，超声波马达对焦的迟滞问题是什么原因造成的？该如何解决呢？本文将一步一步进行详细解答。
首先，我们需要了解超声波马达对焦的原理。
超声波马达通过振动产生超声波，利用超声波在介质中的传播引起静电力或静电吸引力，从而实现对焦的效果。
相对于传统的直流电机对焦方式，超声波马达具有响应迅速、噪声小等优势。
然而，由于其基于振动原理，存在一定的迟滞现象。
造成超声波马达对焦迟滞的原因主要有以下几点：1. 驱动电路延迟：超声波马达需要通过驱动电路来控制其振动频率和相位，如果驱动电路的响应速度较慢，就会造成对焦的迟滞现象。
这可能是由于驱动电路设计不合理或者电路元件老化等原因造成的。
2. 镜头结构设计：与传统的直流电机相比，超声波马达的结构相对复杂，包含了许多机械零件。
这些机械零件在对焦过程中会存在一定的摩擦和惯性效应，从而导致对焦操作的迟缓。
3. 信号传输延迟：相机发送对焦信号到镜头的过程中，也会存在一定的传输延迟。
这可能是由于信号传输线路过长、信号干扰等原因造成的。
所以，解决超声波马达对焦迟滞问题的关键在于针对以上原因采取相应的措施：1. 优化驱动电路：更新驱动电路设计，选择高速响应的电路元件，确保驱动电路能够快速准确地控制超声波马达的振动频率和相位。
2. 优化镜头结构设计：对镜头的结构进行改进，减少机械零件之间的摩擦，并降低惯性效应，从而提高对焦操作的迅速性。
3. 优化信号传输：缩短信号传输线路的长度，使用高质量的传输设备，增加信号传输带宽，减少信号传输过程中的延迟。
此外，还可以通过软件算法的优化来改善超声波马达的对焦迟滞问题。
超声波马达
超声波马达超声波马达是二十世纪七○年代提出的一种新型马达，发展的历史不过30年，却已有许多不同结构的马达陆续问世，特别是日本工业界更是积极投入这个领域的研究开发，例如SHINSEI、CANON、SONY、SEIKO、NEC……等公司，都有许多关于超声波马达的专利与应用。
虽然目前超声波马达的应用尚不及常见的电磁马达那么普遍，但是它有一些电磁马达所不能及的优点。
在某些特殊场合使用超声波马达，可以使工作效率大为提升。
阅读本文后，读者不妨试着找找看，周遭有哪些东西已经应用超声波马达，以及在哪些场合也可能需要使用这种马达。
在了解超声波马达之前，首先要知道什么是超声波。
一般而言，人耳所能听到的声音频率范围大约在20赫兹～20千赫兹之间，而超过20千赫兹以上，人耳无法辨识的频率便称为超声波。
那么究竟什么是超声波马达？其基本工作原理又为何？简单地说，利用压电材料输入电压会产生变形的特性，使其能产生超声波频率的机械振动，再通过摩擦驱动的机构设计，让超声波马达如同电磁马达一般，可做旋转运\动或直线式移动。
通常电磁马达运转时我们会觉得有杂音，这是因为马达内部结构产生振动，而振动频率恰好在我们耳朵可以感受的频率范围内。
超声波马达的振动频率则设计在人耳所能听到的范围之外，所以当它运转时我们感觉不到有声音，因而觉得非常安静，这是超声波马达一个相当重要的特色。
神奇的压电效应在上面的说明中，我们知道压电材料在超声波马达内扮演着极为重要的角色，接下来将引导各位进入压电的世界。
压电效应是一八八○年居里兄弟（Jacques Curi e, 1855-1941; Pierre Curie, 1859-1906）发现的，他们在研究晶体热电现象与结晶对称关系时，认为这个现象可能是由加热时晶体体积发生变化所导致的。
根据这个想法他们做了许多实验，发现电气石或石英等天然矿石晶体受到压力时，由于体积变化，在晶体表面会有微小电荷产生。
来年，他们又发现当晶体置于电场中时也会造成体积上的变化，证明了这种现象是可逆的。
超声波电机
它的基本构成是振动部件和运动部件， 它的基本构成是振动部件和运动部件，不存在绕组和磁场 部件（如铁心、磁钢等），简单。 部件（如铁心、磁钢等），简单。 ），简单 单位体积转矩大,与相同结构十分体积的电磁原理电动机 单位体积转矩大 与相同结构十分体积的电磁原理电动机 比较，额定力矩是它的10倍。 比较，额定力矩是它的 倍 不需要减速齿轮就可以将转速调节至零。 不需要减速齿轮就可以将转速调节至零。 在低速下可直接输出大转矩，电动机可控性能优良。 在低速下可直接输出大转矩，电动机可控性能优良。 制动转矩下，不需要附加制动器。 制动转矩下，不需要附加制动器。 内动力大，响应性能好，机械时间常数小（ 内动力大，响应性能好，机械时间常数小（1ms）。 ）。 在可听范围内，运转安静，不产生电磁噪声。 在可听范围内，运转安静，不产生电磁噪声。 电动机既不受外界磁场影响，也不产生杂散磁场。 电动机既不受外界磁场影响，也不产生杂散磁场。 按使用要求，可设计成需要的结构和形状。 按使用要求，可设计成需要的结构和形状。
1.优点 优点
它突破了传统电机的概念，没有电磁绕组和磁路，不 用电磁相互作用来转换能量，而是利用压电陶瓷的逆 压电效应、超声振动和摩擦耦合（接触型）来转换能 量。 与法拉第电磁式电机相比，超声波电机有如下的几个 突出优点：安静，污染小；定位精度高；调焦时间短； 无齿轮减速机构，可直接驱动负载，结构简单；能量 密度大；低转速，大转矩；体积小，重量轻；不产生， 也不受电磁干扰，不怕辐射；起动，停止响应快，响 应时间小于ms。特别是它具有重量轻、结构简单、噪 声小、低速大扭矩以及可直接驱动负载等特性。 它不需要齿轮变速机构来降低转速，避免了使用齿轮 变速机构而产生的振动、冲击与噪声等问题。可以说， 超声电机技术是处于当今世界高新技术之一
超声马达是什么原理的应用
超声马达是什么原理的应用1. 超声马达的原理超声马达是一种利用超声波振动产生的机械振动来驱动物体运动的装置。
其原理基于声波的特性和利用声波在固体中传播时产生的局部压力变化。
超声波是指频率高于人耳能够听到的声音的声波，通常被定义为频率大于20kHz的声波。
超声波在固体中传播时，会产生压力变化，这是因为声波会引起颗粒振动的压缩和膨胀，从而在材料内部产生声压。
当声波达到一定振幅时，这种声压变化可以产生足够的力量来驱动物体运动。
超声马达通常由两部分组成：压电陶瓷和负载物体。
压电陶瓷是一种可以产生压电效应的材料，当施加电压时，压电陶瓷会发生形变，并且产生超声波振动。
这种振动通过耦合装置传递给负载物体，从而驱动物体产生运动。
2. 超声马达的应用超声马达由于其独特的工作原理，具有许多应用领域。
以下是一些常见的超声马达应用：•自动对焦技术：超声马达可以用于相机的自动对焦技术。
通过利用超声波的振动来调整镜头的位置，相机可以实现快速而精确的对焦，从而拍摄清晰的照片。
•医疗领域：超声马达在医疗领域中有广泛的应用。
例如，在超声成像中，超声波振动可以通过机械扫描器驱动传感器，来实现组织的成像。
此外，超声马达还可以用于手术器械的驱动，如手术刀、针头等。
•电子设备：超声马达可以用于手机中的振动马达，用于提醒用户接收到短信、电话等通知。
此外，它还可以用于触觉反馈，使用户能够感受到屏幕上的触摸。
•机器人技术：超声马达在机器人技术中也有广泛的应用。
它可以用于机器人的移动、抓取和操纵等任务。
通过控制超声马达的振动频率和幅度，机器人可以实现精确的运动和操作。
•精密仪器：超声马达可用于精密仪器的驱动，如显微镜、光谱仪等。
由于超声波振动的高频特性，超声马达可以提供精确而稳定的运动，从而帮助仪器实现高分辨率和精确的测量。
•汽车工业：超声马达在汽车工业中也有许多应用。
例如，它可以用于电动车辆中的驱动系统，如电动车窗、座椅调节器等。
此外，它还可以用于超声波传感器，用于检测车辆周围的障碍物，实现自动停车和避免碰撞。
超声波马达原理
超声波马达原理
超声波马达是一种利用超声波振动产生驱动力的装置，它在一
些特定的应用领域具有重要的作用。
在本文中，我们将详细介绍超
声波马达的原理和工作机制。
首先，我们来了解一下超声波马达的基本结构。
超声波马达通
常由超声波振动器、换能器和负载部分组成。
超声波振动器产生的
超声波通过换能器传递给负载部分，从而产生驱动力。
换能器起到
了将电能转化为机械能的作用，是超声波马达中至关重要的部件。
超声波马达的工作原理主要是利用超声波在介质中传播时产生
的声压波来实现的。
当超声波振动器工作时，产生的超声波通过换
能器传递到负载部分，导致负载部分产生振动，从而产生驱动力。
这种驱动力可以用来驱动一些微型机械装置，实现微小精密运动控制。
超声波马达具有许多优点，例如工作稳定、响应速度快、噪音小、寿命长等。
这些优点使得超声波马达在一些对运动精度要求高、对噪音要求低的场合得到了广泛的应用。
比如在医疗器械、精密仪器、光学设备等领域，超声波马达都有着重要的作用。
除了以上提到的应用领域外，超声波马达在一些特殊的环境下也具有独特的优势。
由于超声波在空气中传播的能力较强，因此超声波马达也可以在一些需要在空气中工作的场合得到应用。
这为超声波马达的应用领域扩展提供了可能性。
总的来说，超声波马达作为一种利用超声波振动产生驱动力的装置，具有工作稳定、响应速度快、噪音小、寿命长等优点，在一些对运动精度要求高、对噪音要求低的场合具有重要的应用价值。
随着超声波技术的不断发展，相信超声波马达在更多的领域将会得到应用，为人们的生活带来更多的便利。
压电mems超声波马达及应用
压电mems超声波马达及应用
压电MEMS超声波马达是一种利用压电效应的微型无刷马达。
压电效应是指在某些材料中，当施加电场或机械力时，会产生机械变形或产生电荷；反之，当施加机械力或施加电场时，会产生电荷或机械变形。
利用这种效应，可以将电能转化为机械能或将机械能转化为电能。
压电MEMS超声波马达的工作原理是利用压电材料在施加电
场后产生机械振动，从而产生超声波。
它结合了微机电系统（MEMS）的制备技术和压电材料的特性，可以制造出微型化、高效率的超声波发生器。
压电MEMS超声波马达的应用非常广泛。
其中一种主要应用
是在医疗领域中的超声波成像。
通过使用压电MEMS超声波
马达产生超声波，并利用超声波的回波来获取人体组织的映像，实现医药领域的诊断和治疗。
另外，压电MEMS超声波马达还可以应用于无线通信领域。
通过利用超声波产生声波信号，并通过调制、解调等技术来实现声波信号的传输和接收，从而实现无线通信。
此外，压电MEMS超声波马达还可以应用于精密仪器的振动
传感和驱动，例如精密仪器的自动对焦、悬浮显示屏等。
总的来说，压电MEMS超声波马达具有体积小、功率密度高、响应速度快等优点，逐渐成为微型马达技术的重要发展方向，并在医疗、通信、精密仪器等领域得到广泛应用。
超声电机
超声电机的特色
超声电机之所以应用广泛在于 超声电机与传统电机相比： 结构简单、小型轻量、响应速度快，噪声低、低速大转矩、 控制特点好、断电自锁、不受磁场干扰，运动准确 还具有耐低温、真空等适应太空环境的特点。 首先由于质量轻，低速且大转矩从而不需要附加齿轮等 变速结构，避免了使用齿轮变速而产生的震动、冲击与 噪声、低效率、难控制等一系列问题； 其次它突破了传统电机的概念，没有电磁绕组和磁路， 不用电磁相互作用来转换能力，而是利用压电陶瓷的逆 压电效应、超声振动和摩擦耦合来转换能量。从而实现 了安静、污染小；定位精度高；不受电磁干扰等优点
超声电机应用
光学机器 超声波电机在照相机、摄像机、显微镜等 光学仪器的聚焦系统中作为驱动原件，与采用传统电机镜 头相比，具有安静、无电磁噪声；定位精度高；调焦时间 短；无齿轮减速、机构简单等优点 汽车 超声波电机用于汽车车窗的驱动装置中 航天 超声波电机具有的结构简单、重量轻、不受磁场 干扰、真空下无需润滑油的优点，是电磁电机在航空航天 领域所不具有的。 工业机床 机床的精密进给机构、刀具的磨损调度装置 、微细电火花机的加工装置、工件准确定位与装夹、缩 紧装置及夹具的快速调整 在医疗与生物学领域中以及民用产品中ce
磁悬浮超声波马达原理
磁悬浮超声波马达原理嘿，朋友们，今天咱们来聊聊一个听起来就高大上的黑科技——磁悬浮超声波马达！这可不是什么外星人的玩具，而是咱们人类智慧的结晶，能让机器动起来的新奇玩意儿。
想象一下，你手里握着一个轻飘飘的东西，它没有电线，没有齿轮，却能嗖嗖地转动起来，而且安静得像是凌晨的微风拂过树梢。
没错，这就是磁悬浮超声波马达的魅力所在。
它就像是一位轻功了得的武林高手，在空中翩翩起舞，还能带着机器一起“飞”。
咱们先说说这“磁悬浮”吧。
你玩过磁铁没？就是那种“同性相斥，异性相吸”的小玩意。
磁悬浮就是利用了这个原理，让马达的转子像是悬浮在空中的魔法球一样，不靠接触就能稳稳当当地转起来。
这样一来，摩擦力？不存在的！磨损？更是想都别想！这马达就像是永远年轻的小伙子，动力满满，不知疲倦。
再来说说“超声波”。
这可不是咱们平时听的那种“嗡嗡嗡”的声音哦。
在这里，超声波是一种神奇的能量波，它能在马达内部快速震动，就像是小锤子一样不停地敲打转子。
这种敲打可不是乱来的，它是经过精心设计的，能让转子在磁悬浮的状态下快速而平稳地转动起来。
你想象一下，如果每个小锤子都按照特定的节奏和力度敲打，那转子不就像是在跳一场精妙的舞蹈吗？说起来，这磁悬浮超声波马达的应用可真是广泛得很。
从手机里的振动马达，到无人机里的精密驱动装置，再到医疗器械里的高精度操作部件，到处都能见到它的身影。
它就像是科技的隐形推手，默默地推动着我们的生活变得更加便捷和高效。
而且啊，这磁悬浮超声波马达还有个让人心动的特点——那就是安静。
它工作的时候几乎听不到任何声音，就像是深夜里的月光一样静谧。
这对于那些追求高品质生活、喜欢安静环境的朋友们来说，简直就是一大福音啊！总而言之呢，磁悬浮超声波马达就是一种集高科技、高效能、低噪音于一身的黑科技产品。
它不仅让我们的生活变得更加美好和便捷，还让我们看到了人类智慧的无限可能。
所以啊，朋友们，下次当你看到或者用到这种神奇的马达时，不妨多留意一下它背后的故事吧！说不定你会被这份来自未来的科技魅力所深深吸引呢！。
实现高效率转换的超声波马达
作者： 李培锦
出版物刊名： 河池学院学报
主题词： 超声波马达;转换效率;场相互作用;超声波振动;松下电器公司;旋转力;工作原理;压电元件;机器人关节;低速旋转
摘要：<正> 过去的马达是根据电流和磁场相互作用的原理得到驱动力的装置。
最近,和这种工作原理完全不同的“超声波马达”引起了人们的注意。
超声波马达是把作用在超声波振动的振动部和移动部之间的摩擦力变为旋转力而输出的装置,克服了过去转换效率低(百分之二十五左右)的缺点。
这次,日本松下电器公司研制的超声波马达转换效率高达百分之四十五。
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何谓超声波马达超声波马达是二十世纪七○年代提出的一种新型马达，发展的历史不过30年，却已有许多不同结构的马达陆续问世，特别是日本工业界更是积极投入这个领域的研究开发，例如SHINSEI、CANON、SONY、SEIKO、NEC……等公司，都有许多关于超声波马达的专利与应用。
虽然目前超声波马达的应用尚不及常见的电磁马达那么普遍，但是它有一些电磁马达所不能及的优点。
在某些特殊场合使用超声波马达，可以使工作效率大为提升。
阅读本文后，读者不妨试着找找看，周遭有哪些东西已经应用超声波马达，以及在哪些场合也可能需要使用这种马达。
在了解超声波马达之前，首先要知道什么是超声波。
一般而言，人耳所能听到的声音频率范围大约在20赫兹～20千赫兹之间，而超过20千赫兹以上，人耳无法辨识的频率便称为超声波。
那么究竟什么是超声波马达？其基本工作原理又为何？简单地说，利用压电材料输入电压会产生变形的特性，使其能产生超声波频率的机械振动，再透过摩擦驱动的机构设计，让超声波马达如同电磁马达一般，可做旋转运动或直线式移动。
通常电磁马达运转时我们会觉得有杂音，这是因为马达内部结构产生振动，而振动频率恰好在我们耳朵可以感受的频率范围内。
超声波马达的振动频率则设计在人耳所能听到的范围之外，所以当它运转时我们感觉不到有声音，因而觉得非常安静，这是超声波马达一个相当重要的特色。
神奇的压电效应在上面的说明中，我们知道压电材料在超声波马达内扮演着极为重要的角色，接下来将引导各位进入压电的世界。
压电效应是一八八○年居里兄弟（Jacques Curie, 1855-1941; Pierre Curie, 1859-1906）发现的，他们在研究晶体热电现象与结晶对称关系时，认为这个现象可能是由加热时晶体体积发生变化所导致的。
根据这个想法他们做了许多实验，发现电气石或石英等天然矿石晶体受到压力时，由于体积变化，在晶体表面会有微小电荷产生。
来年，他们又发现当晶体置于电场中时也会造成体积上的变化，证明了这种现象是可逆的。
这个发现开启了一项新的研究领域，即「压电效应的探讨与应用」。
因为压电效应是可逆的，所以把材料因体积变化而产生电压的效应称为「正压电效应」；反之，材料因加入电压而造成体积变化的效应称为「逆压电效应」；而具有压电效应的材料则统称为「压电材料」。
具压电效应的材料除了天然的晶体，如石英、电气石、罗德盐等材料以外，还能以人工的方式制造，如氧化锌、聚合物、陶瓷材料、复合材料等。
其中陶瓷材料因为制造容易、可制成任何形状、且其特性可随组成做多样性的变化等优点，目前已经成为压电组件的主流。
一般而言，压电陶瓷材料具有体积小响应快速、位移量小消耗功率低等特色。
但也有一些使用上的限制，例如材质易脆等。
虽然可以承受较大的正向压力，但是当它承受不均匀的力量时，也很容易造成材料的破坏。
另外，其特性受温度影响大也是一种限制，故而直接影响超声波马达的性能。
目前压电陶瓷材料应用的范围相当广。
利用材料的正压电效应可应用于传感器、点火器等；而逆压电效应则可做成致动器、蜂鸣器、超声波转换器等装置。
很明显地在超声波马达中，主要是利用压电陶瓷材料的逆压电效应，从外部输入高频电压讯号，就会产生高频的机械振动。
虽然压电材料体积的变化量非常小，约微米甚至是奈米量级，不过透过一秒数万次的振动放大，使得超声波马达可以兼顾高位移分辨率与长行程的特色。
超声波马达的起源在超声波马达问世之前，实际上已有利用压电材料振动特性来驱动的压电马达，惟其频率并不限于超声波的范围。
早在一九四八年威廉和布朗就申请了「压电马达」的美国专利；一九六一年宝路华钟表公司研制出音叉驱动的手表；一九七○～一九七二年西门子和松下两公司发展出线型压电步进马达，不过因为无法达到较大的输出力及效率，所以当时并没有普遍地应用。
一九七三年美国IBM公司的巴特（H.V. Barth），首次提出利用压电组件以超声波振动的方式来驱动的马达，但因为磨耗上的问题，和之前的手表案例一样，仅发表出来而没有实际上的应用。
几乎同时，俄国人V.H. Lavrinenko也设计了一些驱动原理相同的马达结构；一九七八年瓦西里耶夫（P.E. Vasiliev）则是利用超声波转换器作为马达的驱动来源，不过都没有发展出完整的马达结构。
一九八○年日本指田年生（Toshiiku Sashida）研制出以振动片驱动的超声波马达，具有较完整的马达结构。
至此，以压电材料产生超声波振动来驱动马达的概念就开始慢慢地发展起来。
虽然因为磨耗以及温度上升等问题，使得这些超声波马达仍然没有实际的应用，不过已具有高精度、低速高转矩等特色。
直到一九八二年，指田年生又发展出一种新型的超声波马达驱动方式，在设计上已经考虑到磨耗的改善，这才是第一个真正达到具有商业应用价值的超声波马达，且首先应用在照相机的自动对焦系统中，这也是目前使用超声波马达最多的领域。
超声波马达和电磁马达的比较超声波马达突破了传统电磁马达的观念，没有了线圈与磁铁，也就是不依靠电磁的相互作用来转换能量。
取而代之的是利用压电陶瓷的逆压电效应产生超声波振动，透过摩擦来转换能量。
因为如此截然不同的作用原理，也造成了超声波马达和电磁马达之间迥异的特性。
接下来让我们来看看，超声波马达和电磁马达之间有哪些不同的地方吧！超声波马达不受磁场干扰的影响从马达的结构我们可以明显看出，超声波马达没有线圈与磁路的设计，当然在运转时也就不会受到外界磁场的影响，而且其本身也不会有磁场产生。
在某些具有强磁场干扰的场合，例如磁浮列车上以及医院里的核磁共振设备中，磁场的干扰可能会造成电磁马达失效；或是在极精密的仪器里，使用一个电磁马达对仪器而言，可能会是一个磁场的干扰源，进而影响仪器的精密度。
而超声波马达的本质特性恰好能够解决这些因磁场干扰而造成的问题。
超声波马达有较大的保持扭矩什么是保持扭矩呢？即是在不输入电压的情形下，要让马达转动所需施加的外力。
一般的电磁马达其保持扭矩较小，在切掉电源后，由于惯性力大于保持扭矩，所以马达不会立即停止。
而超声波马达因为其摩擦驱动的原理，所以保持扭矩相当大，若在运转时突然切掉电源，马达会立即停止，不会因惯性作用而继续移动。
利用这个特点，我们可以轻易地做到快速且精确的定位，不但可以大幅增加系统的定位性能，更可以减少系统设计时的复杂度。
超声波马达在低转速时有较大的输出转矩，可直接驱动负载这是超声波马达另一个相当重要的特点，一般常见的电磁马达若要达到低转速时有大输出转矩的特性，通常要加上齿轮变速机构来降低转速才能够达成；而超声波马达不需要这类减速机构就能够直接驱动负载，不但可以减少减速机构的重量与其所占的体积，更可以避免因为齿轮变速机构所产生的振动、冲击与噪音等问题。
另外，目前计算机中所使用的光驱和硬盘机，磁头的直线运动是使用电磁马达和齿轮机构来实现的。
在这样的传动系统中要进一步减小机构的体积，并提高定位精度是相当困难的。
如果利用直线型超声波马达的直接驱动特性，制造出更雹更小且高定位精度的传动系统就不再是一件困难的事情了！超声波马达运转较为安静本文前面已经提过，因为超声波马达的振动频率高于我们耳朵所能感受的范围，而且不需要变速机构即可直接驱动，因此避免了机构振动所产生的噪音。
所以在某些需要安静的场合，例如医院、办公室、图书馆……等场所，使用超声波马达不失为一个不错的选择。
在日本东京的市政办公大楼中，便有使用超声波马达驱动的自动窗帘。
除了上述主要的特点外，超声波马达还具有体积小重量轻、响应快速、结构简单……等特色。
不过有优点也会有缺点，例如摩擦会造成磨耗的问题，而且由于超声波马达使用压电陶瓷材料，其材料特性也直接影响工作的性能。
以下让我们来看看超声波马达还有哪些需要改进的地方吧！超声波马达不适合高速运转我们已经知道超声波马达在低速运转时的某些特性比电磁马达好，但是在高速运转的情况下是不是也一样呢？答案是否定的！因为若我们拿同样一片压电陶瓷接上固定的电压时，可以发现到在不同的温度下会有不同程度的体积变化，在超过了某一特定温度后其压电效应甚至会消失！又超声波马达是以摩擦的方式来产生运动，摩擦会生热，转速越快摩擦得越快，产生的热量也越多，于是造成超声波马达内部的压电陶瓷材料温度也就越来越高，进而影响输出性能。
所以超声波马达不适合用在需要高速运转的场合。
超声波马达使用寿命较短因超声波马达是利用摩擦驱动的方式运转，有摩擦势必会产生磨耗，长期下来摩擦接口会变得越来越光滑，所能产生的摩擦力也跟着变小，马达所能输出的力也相对地变校虽然目前有许多减少超声波马达磨耗的设计以及较好的摩擦材料，不过和一般的电磁马达相比，超声波马达本质上还是无法比电磁马达长寿。
超声波马达定速控制的设计较为复杂在前面提过超声波马达在精密的定位控制上有其先天的优势。
但是在某些需要以固定速度运转的场合，反而不如传统电磁马达适用，这是因为超声波马达内部的温度与摩擦接口的摩擦系数会随着操作时间及温度而改变，亦即超声波马达输出的性能会因为运转的时间不同而有所差异，还有因为正转与反转的动态特性亦不大相同……等因素所造成的。
因此，如果要用超声波马达来达到精密的速度控制时，我们需要比电磁马达更为复杂的控制设计才能够达成。
超声波马达成本较高超声波马达虽然结构简单，但是目前的压电陶瓷材料价格较高。
此外，还需要配合使用较好的摩擦材料以及高频的驱动器来使压电陶瓷产生高频振动，而良好的高频驱动器在设计上较为复杂，所以价格也偏高。
这些也是导致现今超声波马达价格比电磁马达高的主要原因。
根据超声波马达的特点，在某些场合，例如低转速时要有高转矩输出、间歇性的运动、空间形状受限制、安静以及其它特殊需求的场所，使用超声波马达会比电磁马达更为合适。
目前我们已经可以在照相机、手表、汽车、医疗设备、航天工业、精密定位设备、机器人、微型机械等领域里找到超声波马达的踪迹。
在未来，超声波马达甚至有可能取代部分的微、小型电磁马达。
超声波马达的应用让我们来了解超声波马达目前有哪些成功的应用吧！日本的CANON公司最早将超声波马达使用在照相机的透镜驱动上，因为超声波马达可以做成中空的结构，使得对焦系统的结构变得简单。
而且由于直接驱动的特性，没有减速齿轮的惯性以及噪音。
此外，当电源切断时，马达会立即停止不再移动，具有高度的制动性，不但对焦快速而且准确，大大提升了照相机的对焦性能。
这么好用的马达当然不会只由CANON公司所独享，其它如NIKON、MINOLTA、OLYMPUS等公司都推出使用超声波马达驱动的镜头。
另外，SIGMA公司在大口径的望远镜中也使用到超声波马达。
日本SEIKO公司已研发出小型的超声波马达，其大小分别为直径4.5毫米、厚度2.5毫米和直径8毫米、厚度4.5毫米两种。