长期以来，工业界一直希望能推出一种全新的最大限度满足机器人需求的动作器，超声电机的出现为此奠定了一个良好的基础。超声电机是一种全新原理和全新结构的新型电机，利用超声电机的低速大转矩及断电自锁特性，可实现机器人直接驱动，而从根本上消除传统电磁式电动机驱动中齿轮减速传动链以及复杂的制动装置所带来的不良影响，并可大大减小机器人的体积和重量。然而在机器人驱动的实际应用中，超声电机由于绝对的输出力矩较小，限制了超声电机在机器人等需要较大输出力矩等场合的应用。所以如何提高超声电机的输出力矩，在国内、外一直是超声电机领域的研究热点，这也是扩大超声电机应用领域的基础。为此，本课题提出多频驱动的多谐振超声电机，旨在保持超声电机的体积基本不变的条件下，寻找提高超声电机的输出力矩、功率密度的方法。 1、研制出超声电机自适应宽带驱动电源，输出两路任意波形的信号，工作频率带宽达到20kHz-300kHz。另外，超声驱动电源不仅可以实现多频驱动，还可以实现自动扫频、合成，确定工作频率，自动跟踪稳定超声电机的工作频率； 2、基于超声电机单频驱动数学模型的线形叠加，利用有限元算法、分布式接触模型、建立超声电机双频驱动情况下的数学模型，仿真研究结果除在谐振点处和实验结果有差异外，其它和实验结果结论相同。本数学模型可以对超声电机多频合成驱动的特性做出预测。 3、设计、制作成功在立方厘米数量级的矩形板超声电机，在多频驱动情况下，矩形板超声电机输出转速较单频驱动最大可提高110%；输出驱动力，较单频驱动最大可提高150%。 成功地开发出了超声电机样机、检测系统、多频驱动超声电源等。所研制的超声电机适合于植入人体的动作器件，应用于狭窄管道微型机器人的动作器件等有特殊应用的场合。
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