ANSYS柱体超声波电机的阻频特性计算(2)
1.1 超声波电机的发展历史
超声波电动机的发展大体可分为以下三个阶段：
1. 探索阶段(1948年——20世纪70年代末)
超声波电动机的概念出现于1948年，英国的Williams和Brown申请了“压电电动机(Piezoelectric Motor)”的专利，提出了将振动能作为驱动力的设想，然而由于当时理论与技术的局限，有效的驱动装置未能得以实现。1961年，Bulova Watch Ltd．公司首次利用弹性体振动来驱动钟表齿轮，工作频率为360Hz，这种钟表走时准确，每月的误差只有一分钟，打破了那个时代的纪录，引起了轰动。
2. 实用化阶段(20世纪70年代末——80年代末)
1978年，前苏联的Vasiliev成功地构造了一种能够驱动较大负载的压电超声波电动机，这种电机使用由位于两个金属块之间的压电元件所组成的超声换能器，将该换能器激起与转子接触的振动片纵向振动，通过振动片与转子间的摩擦来驱动转子转动。这种结构的优点在于不仅能降低共振频率，而且能放大振幅，遗憾的是，这种电机在运转时由于温度的升高、摩擦及磨损等原因，很难保持振动片的恒幅振动。
日本的T. Sashida在Vasiliev的研究基础上，于1980年提出并成功地制造了一种驻波型超声波电动机。首次达到了能够满足实际应用的要求，但由于振动片与转子的接触是固定在一个位置上，仍存在着接触表面上摩擦和磨损等问题。
1982年，Sashida又提出并制造了另一台超声波电动机——行波型超声波电动机，从原来的由驻波定点、定期推动转子变换成由行波连续不断地推动转子，大大地降低了定子与转子接触面上的摩擦和磨损。这种电机的研究成功，为超声波电动机走向实用阶段奠定了基础。
1987年，行波超声波电动机终于达到了商业应用水平。此后许多超声波电动机新产品不断地研制出来并推向市场。到20世纪80年代中期日本已形成三个系列的超声波电动机：即日立马克赛尔公司的驻波扭转耦合器系列、松下电器公司的行波系列和新生公司的弯曲波模态系列。
3. 深层次研究(20世纪90年代——)
在20世纪80年代，国外的研究工作主要集中在研究新的驱动机理、构造新的结构形式、开发新型电机等方面，着重于动力传输的实现，尚未能顾及到性能的改善。由于对超声波电动机的基础理论研究得不够透彻，没有形成完整的设计理论，使超声波电动机的研究带有一定程度的盲目性。直到90年代后，超声波电动机的建模、性能预测等理论问题才开始引起关注，但至今尚无系统的论述。
目前，世界各国对超声波电动机的研究极为活跃，超声波电动机的研究趋向多元化。
1.2 柱体超声波电机研究现状及未来发展
1.2.1 柱体超声波的研究现状
1.3 超声波电机的分类及应用
1.3.1 超声波电机的分类
虽然超声波电机结构形式各异，但都是利用压电陶瓷的逆电压效应和所设计结构的共振特性，放大压电陶瓷的微小振幅，通过摩擦耦合来传递定转子间的机械能量。超声波电机的分类方法很多，按照定子驱动方式和震动模态可做如下分类：
图1-1超声波的分类
1.3.2 超声波电机的应用
由于超声波电动机具有电磁电机所不具备的许多特点，尽管它的发明与发展仅有20多年的历史，但在宇航、机器人、汽车、精密定位、医疗器械、微型机械等领域已得到成功的应用。
1. 照相机调焦
日本Canon公司将超声波电机用于EOS620/650自动聚焦单镜头反射式照相机中；