超声波柔性电机(直线型超声电机)

鑫锐电气 2022-12-27 12:59 编辑:admin 248阅读

1. 直线型超声电机

超声波马达是一款新型的电机,简称USM超声波马达,最早被应用于照相机上。传统的马达都是基于电磁原理工作的,将电磁能量变换成转动能量。而USM则是基于利用超声波振动能量变换成转动能量的全新原理来工作的。

那么究竟什么是超声波马达?其基本工作原理又如何?简单地说,人耳所能听到的声音频率范围大约在20赫兹~20千赫兹之间,而超过20千赫兹以上,人耳无法辨识的频率便称为超声波。超声波马达是利用压电材料输入电压会产生变形的特性,使其能产生超声波频率的机械振动,再透过摩擦驱动的机构设计,让超声波马达如同电磁马达一般,可做旋转运动或直线式移动。

通常电磁马达运转时我们会觉得有杂音,这是因为马达内部结构产生振动,而振动频率恰好在我们耳朵可以感受的频率范围内。而超声波马达和传统的马达有很大区别,不管传统的马达有多少种,其原理一般就是将电磁力转变为转动力,而超声波马达的转动力则是产生于超声波振动的能量。

2. 超声电机技术与应用

超声电机(Ultrasonic Motor或简写为USM)技术是振动学、波动学、摩擦学、动态设计、电力电子、自动控制、新材料和新工艺等学科结合的新技术。

超声电机不像传统的电机那样,利用电磁的交叉力来获得其运动和力矩。

3. 什么是超声电机

所谓螺丝刀对焦,是早年几乎所有品牌自动胶片单反使用的,由机身马达驱动镜头对焦的方式。

后来沿用到宾得(尼康)适马,三星等等数码单反上,其优点是耐久性好,故障率低,相应镜头成本也低。

缺点是噪声大一点,对焦速度稍慢。

而后来兴起的镜头内置超声波马达,优点是对焦动作较快,噪声较小,其耐久性有待观察(一旦镜内马达损坏,更换成本不菲)。综上:机身驱动方式,因为带驱动系统机身成本高一点,而使用的镜头成本就低一点;机身没有驱动系统,成本当然会低一些,这些成本就转嫁到了它能够正常使用的每一只镜头上,因为使用的镜头必须自带驱动功能。

宾得之所以一直没有放弃机身驱动系统,首先是这种驱动方式已经相当可靠,节约了大量的镜头成本,(宾得也出了不少双驱动方式的镜头,如几个星头等等,多出来的超声波马达,使镜头贵了不少,大家都知道的);另外宾得之所以被玩家公认厚道,就在他的新机器对以前胶片时代生产的所有PK口自动镜头都支持使用。

还包括所有太古玛42螺口镜头,以及K、M、A系列庞大的手动镜头群也同样支持。

真正做到了物尽其用,这倒是为宾得玩家节省了不少钞票,反过来宾得自身就少卖了多少新镜头,少赚了多少钱,简直无法统计。说远了哈

4. 超声电机驱动电路

液位计的继电器输出连接中间继电器,用中间继电器来控制电机。

当然也可以用4~20mA电流来控制变频器,用变频器来控制电机。

5. 超声电机图片

马达寿命要看使用强度的和保护程度的。小驴炮的树脂镜片也就10年。爱惜点差不多同时到。

6. 超声电机用途

想马上在工作的时候也可以产生一定的超声波

7. 超声电机的原理

频率高于人的听觉上限(约为20000赫)的声波,称为超声波,或称为超声。

超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短,只有几厘米,甚至千分之几毫米。与可听声波比较,超声波具有许多奇异特性:传播特性——超声波的波长很短,通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍,因此超声波的衍射本领很差,它在均匀介质中能够定向直线传播,超声波的波长越短,这一特性就越显著。功率特性——当声音在空气中传播时,推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下,声波的频率越高,它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高,所以超声波与一般声波相比,它的功率是非常大的。空化作用——当超声波在液体中传播时,由于液体微粒的剧烈振动,会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合,会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用,会使液体的温度骤然升高,起到了很好的搅拌作用,从而使两种不相溶的液体(如水和油)发生乳化,并且加速溶质的溶解,加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。

我们知道正确的波的物理定义是:振动在物体中的传递形成波。这样波的形成必须有两个条件:一是振动源,二是传播介质。波的分类一般有如下几种:一是根据振动方向和传播方向来分类。当振动方向与传播方向垂直时,称为横波。当振动方向与传播方向一致时,称为纵波。二是根据频率分类,我们知道人耳敏感的听觉范围是20HZ-20000HZ,所以在这个范围之内的波叫做声波。低于这个范围的波叫做次声波,超过这个范围的波叫超声波。

波在物体里传播,主要有以下的参数:一是速度V,二是频率F,三是波长λ。三者之间的关系如下:V=F.λ。波在同一种物质中传播的速度是一定的,所以频率不同,波长也就不同。另外,还需要考虑的一点就是波在物体里传播始终都存在着衰减,传播的距离越远,能量衰减也就越厉害,这在超声波加工中也属于考虑范围。

超声波在塑料加工中的应用原理:

塑料加工中所用的超声波,现有的几种工作频率有15KHZ,18KHZ,20KHZ,40KHZ。其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙,在加压的情况下,使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击产生融化,使接触位塑料熔合,达到加工目的。

8. 超声电机概念股

我觉得,如果不是有抓拍需求,没有必要专门找超声波马达的镜头去买。只有专门拍体育或是新闻抓拍的情况下,超声波马达才有用武之地。

超声波马达对焦快,可以全时手动对焦,用起来肯定方便,但是重量和价格都是问题。

有这个钱,不如买几个定焦慢慢玩。

摄影重要的不是器材,而是人。

拍体育的话,或是拍野生动物,拍鸟,这些领域必须买,不是的话,真不值得花这个钱。

附上百度百科介绍:

超声波马达(UltraSonic Motor)的简称是:USM,最早应用于照相机上是Canon EF系列镜头。最早装备了USM马达的镜头是Canon EF 300/2.8L USM.传统的马达都是基于电磁原理工作的,将电磁能量变换成转动能量。而USM则是基于利用超声波振动能量变换成转动能量的全新原理来工作的。

一般来说环形超声波马达主要用于L级专业镜头,而微型超声波马达则主要被用于我们所说的业余镜头中,但在佳能的业余镜头中也有使用环形超声波马达的镜头,它们是:EF20-35mm f/3.5-4.5 USM; EF24-85mm f/3.5-4.5 USM; EF28-105mm f/3.5-4.5 USM/ EF28-105mm f/3.5-4.5 USM II; EF28-135mm f/3.5-5.6 IS USM和EF100-300mm f/4.5-5.6 USM,这样作为普通摄影爱好者的我们如使用上述几款镜头也能感受环形超声波马达带来的宁静、高速的自动对焦和全时手动的乐趣。

微型马达,除了弧形马达和超声波马达外,佳能还有另外一种马达—微型马达,微型马达一般用于佳能价格很低的普及镜头中,如EF50mm f/1.8II和那些非USM的普及型变焦镜头,如EF28-80mm f/3.5-5.6; EF75-300mm f/4-5.6等,但佳能有一款“很有名”的镜头也用的是微型马达,它就是EF100mm f/2.8 Macro微距镜头,想来佳能认为一般使用微距的人是不会使用自动对焦的吧。

全时手动和内对焦/后对焦在佳能EF镜头中的应用

一般来说,使用环形超声波马达的镜头都可以实现全时手动,而使用微型超声波马达的镜头则不行,但这并不表明微型超声波马达不能实现全时手动,比如著名的EF50mm f/1.4使用的就是微型超声波马达,但它和那些使用环形超声波马达的镜头一样,也可以全时手动,所以我们可以说佳能为了保持环形超声波马达的“优越性”不愿意将全时手动这一个非常有用的功能赋予所有的微型超声波马达。

使用环形超声波马达的镜头一般都是采用内对焦或后对焦结构的,因此在对焦时镜头的前镜片是不会跟着转动的,而大多微型超声波马达和微型马达和许多使用弧形马达的镜头则不行,当然也有例外如使用弧形马达的EF135mm f/2.8 Soft Focus柔焦镜头,EF24mm f/2.8和已经被EF17-35mm f/2.8 L USM取代的EF20-35mm f/2.8 L等早期上市的EF镜头。

9. 行波超声电机

力学 能 力 功

碰撞 位移 能量 动能 质量 力矩 动量 位能 势能 功率 标量 速率 张力 矢量 向量 速度

重量

加速度 摩擦力

守恒定律 虎克定律 惯性定律 运动定律 抛物运动 万有引力

重力加速度

能量守恒定律 动量守恒定律 牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律 法向反作用力

均加速度运动方程 作用与反作用力定律

波动

相 共 波

振幅 波腹 波峰 衍射 频率 光栅 强度 干涉 纵波 波节 周期 相位 共振

声波 驻波 横波 行波 波谷 波动 波速 波前 波长

电磁波 相位差 超声波

相长干涉 相消干涉 电磁波谱 叠加原理 光学 像

入射角 反射角 折射角 凹透镜 凸透镜 放大率 折射率

发散透镜 凹反射镜 会聚透镜 凸反射镜 反射定律 全内反射

焦距 焦点 光线 法线 主轴 实像 反射 折射 虚像

斯涅耳定律 热学 热

沸点 潜热 熔点 压力 压强 温度

热容量 比热容 比潜热 温度计

绝对零度 布朗运动 摄氏温标 查理定律 理想气体 开氏温标

波义耳定律 理想气体定律 电磁学 电荷 导体 电流 电场 磁场 磁极 磁化 马达 并联 电阻 串联 电压

交流电 安培计 导电体 二极管 直流电 涡电流 电磁铁 电动势 保险丝 发电机

绝缘体 电动机 电中性 电势差 电位...力学 能 力 功

碰撞 位移 能量 动能 质量 力矩 动量 位能 势能 功率 标量 速率 张力 矢量 向量 速度

重量

加速度 摩擦力

守恒定律 虎克定律 惯性定律 运动定律 抛物运动 万有引力

重力加速度

能量守恒定律 动量守恒定律 牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律 法向反作用力

均加速度运动方程 作用与反作用力定律

波动

相 共 波

振幅 波腹 波峰 衍射 频率 光栅 强度 干涉 纵波 波节 周期 相位 共振

声波 驻波 横波 行波 波谷 波动 波速 波前 波长

电磁波 相位差 超声波

相长干涉 相消干涉 电磁波谱 叠加原理 光学 像

入射角 反射角 折射角 凹透镜 凸透镜 放大率 折射率

发散透镜 凹反射镜 会聚透镜 凸反射镜 反射定律 全内反射

焦距 焦点 光线 法线 主轴 实像 反射 折射 虚像

斯涅耳定律 热学 热

沸点 潜热 熔点 压力 压强 温度

热容量 比热容 比潜热 温度

10. 压电超声电机

按驱动方式不同 ,压电驱动器可分为刚性位移驱动器和谐振位移驱动器。

1  刚性位移驱动器

刚性位移驱动器的驱动模式主要有多层式驱动器和单(双) 晶片驱动器 ,此外还有 Rainbow 驱动器、Moonie 驱动器和 Cymbals 驱动器等 ,几种模式在大小、质量、位移量及负载能力上均各有特点。

2  谐振位移驱动器

谐振位移驱动器(超声波电机)种类繁多 ,从毫米级的微型电机到厘米级的小型电机;从单自由度的直线电机到多自由度的平面电机和球型电机;从原理上基于摩擦的超声波电机到利用声悬浮的非接触式超声波电机;从高的蠕动式电机到无磨损的压电 ———电流复合型步进电机。按照工作原理 ,可将超声波电机分为接触式和非接触式两种。