超声电机的发展应用及未来(3)

图4 超声电机及其在手表上的应用

最近几年，美国在宇宙飞船、火星探测器、导弹、核弹头等航空航天工程中都陆续应用了超声电机。图5为JPL和MIT联合研制的超声电机应用于火星探测微着陆器（Micro lander for Mars Exploration）。图5（a）为火星探测微着陆器。图5（b）为双面行波超声电机，扭矩达2.8NM，使用温度达-100℃。它比用传统的电磁电机降低30%的重量。NASA的Coddar Space Flight Center将超声电机应用空间机器人技术。其中微型机器手MicroArmI使用了具有力矩0.05NM的超声电机。火星机器手MarsArmII使用了三个具有力矩为0.68NM和一个具有0.11NM的超声电机。它们比使用同等功能的直流电机轻40%。

特别值得注意的是：目前计算机软盘（FD）、光盘（CD-ROM）和硬盘（HD）的磁头的直线运动是采用旋转电磁电机加上齿轮机构来实现的。在这样的传动系统中，如要使机构进一步小型化和提高运动精度是十分困难的。但如果改用直线型超声电机，就可以使传动系统变小、变薄。因此，最近几年，日本学者正在努力把直线型超声电机引到计算机上来。

三、超声电机技术的未来

超声电机在国际上得到越来越多的应用。专家预言：21世纪将是超声电机大放光芒的时代，它将有可能部分取代微、小型的传统电磁电机而得到更广泛的应用。据有关方面透露：美国政府正在实施一项研究和生产计划，要在最近几年内，使美国的超声电机年产量赶上并超过日本达到10亿台以上，将可获得1000亿美元的市场。

可以预计：在21世纪，为了发展我国人造卫星、导弹、火箭、飞机、机器人、微型机械、汽车、磁浮列车以及其他精密仪器，将需要大量的、高性能的超声电机。超声电机技术的发展，必将对我国国防和其他国民经济各部门起着重大作用，例如：

● 21世纪，航空航天是我国重点发展的领域之一。从国外的应用的情况看，它必将应用超声电机。如纳米卫星、微型飞机、宇宙飞船和空间探测器等，应用超声电机，可以减少其重量，增强其可控性；

● 机器人和微型机械，也是我国21世纪重点发展的领域之一。超声电机可以使机器人和微型机械简化结构，减轻重量，增强其可控性。随着超声电机的微型化，微型机械可进入人体，如作为人造心脏的驱动器，它将会大大推动人造器官的产业化进程；

● 21世纪，我国将要大力发展磁浮列车。磁浮列车上的强磁场干扰，使得在磁浮列车上的传统的电磁电机工作失效，超声电机将大有可为；

● 未来豪华轿车上的电机之多可达80个，使汽车体积增加，电磁干扰增强。应用超声电机，由于不需齿轮箱从而大大降低其体积；由于超声电机不产生磁场而使汽车的电磁兼容性得到大大改善。汽车上的中央门锁、门窗玻璃的升降，前视镜和雨刮器等，均可用超声电机来代替传统的电磁电机；

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