摘要:为提高行波型旋转超声电机在工作寿命内的可靠性,满足航空航天等无法进行后期维护的特殊领域对超声电机的需求,设计出一种具有压电陶瓷组件冗余设计的双驱动模式的行波型旋转超声电机(traveling wave rotary ultrasonic motor,简称TRUM),并通过在转子上粘贴1组备用陶瓷片实现结构备份功能。首先,建立经典TRUM的故障树,基于提高电机整体可靠性的思想提出对压电陶瓷组件进行冗余设计的结构方案;其次,通过模态分析和谐响应分析确定满足初步振动特性要求的转子结构;最后,建立超声电机整机非线性动力学模型,并通过样机实验对该双驱动模式电机进行可行性验证,测得样机在常规驱动和备用驱动模式下的最大空转转速和堵转扭矩分别为50 r/min和1.3 N·m、45 r/min和1.1 N·m。实验结果表明,备用模式下的电机输出可以满足大多数应用场景下对电机的输出要求。