狭小空間、低電圧、大駆動力の応用ニーズに対応するため、単一曲げ振動モードに基づく多足型直線式マイクロ超音波モータを提案した。超音波モータの駆動原理に基づいて定子構造を設計し、有限要素ソフトウェアANSYS Workbenchを用いて定子の動力学シミュレーションモデルを構築し、定子の構造最適化および動力学解析を行い、最終的な定子寸法を8 mm×1 mm×0.6 mmに決定した。定子の実測B3、B4モード共振周波数はシミュレーションに対しそれぞれ6.99%および5.46%の誤差であった。最後に、モータの定子とロータ間の非線形シミュレーション接触モデルを構築し、超音波モータの双方向駆動の可能性を検証した。マイクロ直線超音波モータの駆動性能試験装置を構築した。実測結果は、駆動電圧60 Vpp時に最大無負荷速度53.3 mm/s、最大負荷43.3 mN、推力重量比280を示した。このマイクロ超音波モータは原理が実現可能であり、構造は単純かつコンパクトで、優れた出力性能を有し、光学システム、精密位置決めシステム、モバイル端末などの精密駆動分野で広範な応用展望を有する。

マイクロ超音波モータ;定在波;動力学シミュレーション;振動特性