一种空心圆柱型超声驱动器的特征与设计

压电超声驱动器相较于气动和液压驱动器等其他运动单元具有紧凑设计、响应速度快以及布置简单等优势，特别是其非铁磁特性使其在MRI兼容机器人系统中与传统直流电机相称。空心轴驱动器具有轻量、与相同直径的实心轴 comparable、低旋转惯性、对旋转不平衡的高容忍性（由于重量较轻）以及由于比质量小而对高温的容忍性等优势。本文提出一种空心圆柱型超声驱动器 (HCM) 的原型，用于直接驱动，消除机械非线性，减少执行器或末端执行器组件的尺寸和复杂性。本文提出了两种等效的 HCM，在 50g 预压力作用下，施加 282$V_{pp}$ 驱动电压时，分别实现了 383.3333 rpm 旋转速度和 57.3504 mNm 输出扭矩。