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光阑用螺纹式超声电机
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:TM35[电气工程—电机] TB559[理学—物理;理学—声学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏南京210016
  • 相关基金: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)
中文摘要:

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5 kHz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5 s,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.

英文摘要:

A new type of hollow ultrasonic motor connected by a screw was proposed to drive an aperture and control and adjust the intensity of the beam.According to the characteristics of a limited angle of rotation for the aperture,the screw was used to connect the stator and the rotor of the ultrasonic motor to apply a pre-pressure to the axial and to implement the circumferential movement of the coupling.The motor is consist of a rotor,a stator and a base and the rotor and aperture were fixed in a setting ring,by which the diaphragm integrated design was realized.The stator modal was analyzed at an operating frequency of 38.26 kHz by using the finite element software.As motor pre-axial movement brings greater pressure changes,the motor has a smaller rotory angle and can not drive the aperture to open or close.To overcome the pre-pressure changes,flexible design of the rotor was performed.Simulation results show that,at default rotation 90 ° range,pre-pressure changers are within 27% of the variation.Tests show that the stator has excellent vibration characteristics,and its interference from work modal is 5 kHz or more; the impedance variation is not more than 10%,and the pressure change has a little effect on the motor.Furthermore,opening time of the aperture is 5 s,and its dosing time is 4.4 s.The diameter of the aperture shows a linear relationship with motor run time.The motor meets the demands of aperture adjustment,and is charaterized by simpler structure and a few aparts.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699