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圆柱定子三自由度球转子超声波电机的轨迹运动方程-中国电机工程学报
第 25 卷 第 10 期 中 国 电 机 工 程 学 报 Vol.25 No.10 May 2005
2005 年 5 月 Proceedings of the CSEE ©2005 Chin.Soc.for Elec.Eng.
0258-8013 2005 10-0154-05 TM353 A 470·40
文章编号： （ ） 中图分类号： 文献标识码： 学科分类号：
圆柱定子三自由度球转子超声波电机
的轨迹运动方程
顾菊平，金 龙，胡敏强，费树岷
（东南大学电气工程系，江苏省南京市 210096 ）
KINETIC EQUATION OF LOCUS FOR THREE-DEGREE OF FREEDOM SPHERICAL
ULTRASONIC MOTOR WITH CYLINDER STATOR
GU Ju-ping, JIN Long, HU Min-qiang , FEI Shu-ming
（Department of Electrical Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, Jiangsu Province, China ）
ABSTRACT: The kinetic equation of the three-degree of 摘要：圆柱定子 3 自由度球转子超声波电机利用一个定子的
freedom (DOF) spherical ultrasonic motor with cylinder stator, 3 种共振模态的两两叠加、合成，分别驱动一个球转子的 3
which is driven by the three phases excited sources at the 个自由度的旋转运动，三相同时激励时的轨迹运动方程是实
same time, is the basis of realizing the rotor locus driving and 现球转子预期轨迹控制的关键理论模型。在定子 3 种不同模
controlling. The three-DOF of the spherical rotor, in contact 态的有限元分析基础上，该文推导了圆柱定子 3 自由度球转
with one cylinder stator, revolving around three perpendicular 子超声波电机在 3 相同时激励时的运动轨迹及传递机理，并
axes can be driven by the each bi-phase summary and 对不同激励条件下的轨迹运动方程进行了分析、对比，为提
synthesis of the three natural resonant frequencies of the stator, 高圆柱定子 3 自由度球转子超声波电机的定转子传动效率
two bending modes and one longitudinal mode. Based on the 和进一步定量分析动力传递方式，定子优化设计，以及球转
vibration modes of the stator by finite elements analysis 子的轨迹控制策略奠定了理论基础。
(FEM), the kinetic equation of locus is presented for the
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