本發(fā)明涉及一種壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)及其激勵方法，屬于精密驅(qū)動與定位技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
超聲電機(jī)（也可稱為超聲波馬達(dá)）是一種利用壓電驅(qū)動器的逆壓電效應(yīng)激發(fā)振子（或稱定子）產(chǎn)生微幅高頻的超聲振動，通過振子與動子間的摩擦耦合實(shí)現(xiàn)機(jī)械能輸出的微特電機(jī)。按照動子的輸出形式不同，超聲電機(jī)可分為直線、旋轉(zhuǎn)與多自由度等幾種輸出類型。旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)作為目前諸多輸出類型超聲電機(jī)中的一種，其振子與動子間主要采用螺紋副進(jìn)行傳動，通過螺紋傳動副實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)直線兩自由度運(yùn)動的輸出。與其它類超聲電機(jī)相比，旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、易于微型化、定位精度高等優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于精密驅(qū)動與傳動的技術(shù)領(lǐng)域。根據(jù)振子的構(gòu)成方式與驅(qū)動激勵模式的不同，旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)主要有超聲波導(dǎo)螺桿電動機(jī)、基于模態(tài)轉(zhuǎn)換的金屬方體定子旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)、螺紋驅(qū)動多面體超聲電機(jī)以及壓電片夾心式旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)等幾種類型。其中美國專利《MECHANISMCOMPRISEDOFULTRASONICLEADSCREWMOTOR》，公開號為US2006049720-A1，公開日為Mar.9，2006，公開的超聲波導(dǎo)螺桿電動機(jī)主要是將壓電片粘貼于桿式結(jié)構(gòu)定子外側(cè)面，利用兩端自由約束的柱體定子空間上正交的兩個一階彎曲振動相互耦合，在定子自由端的內(nèi)表面產(chǎn)生驅(qū)動行波，定子與輸出軸通過螺紋副傳動，在軸向負(fù)載力的作用下實(shí)現(xiàn)輸出軸的旋轉(zhuǎn)直線運(yùn)動輸出。日本專利《超音波操作裝置および微細(xì)管內(nèi)検査システム》，公開號為JP2009261494-A，公開日為2009年11月12日，公開的基于模態(tài)轉(zhuǎn)換的金屬方體定子旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)主要是利用粘貼壓電片的復(fù)合金屬方體定子的徑向收縮振動（R3振動模態(tài)）和軸向伸縮振動（T1振動模態(tài)）兩種模態(tài)間的轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)與直線運(yùn)動的輸出，并且這兩種運(yùn)動是相互獨(dú)立的，可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制。中國專利《螺紋驅(qū)動多面體超聲電機(jī)》，公開號為CN1767347A，公開日為2006年5月3日，公開的螺紋驅(qū)動多面體超聲電機(jī)主要是將壓電片粘貼到金屬薄壁圓筒定子外側(cè)的平面上，轉(zhuǎn)子與金屬薄壁圓筒定子通過螺紋相嚙合，通過激勵壓電片使定子中產(chǎn)生沿圓周方向的面內(nèi)彎曲行波，該面內(nèi)彎曲行波通過螺紋直接驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子的軸向直線運(yùn)動。中國專利《壓電片夾心式旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)定子》，授權(quán)公告號CN102355157B，授權(quán)公告日2014年02月12日，公開的壓電片夾心式旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)主要是將壓電片以夾心式結(jié)構(gòu)的方式布置于懸臂梁與自由梁定子中，激發(fā)定子的彎曲振動模態(tài)，利用模態(tài)耦合實(shí)現(xiàn)螺紋輸出軸的旋轉(zhuǎn)直線運(yùn)動輸出。上述幾種實(shí)現(xiàn)方式的旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)雖然在振子的構(gòu)成方式或驅(qū)動激勵模式有所不同，但其共同點(diǎn)是振子中用于激發(fā)振動的壓電激振元件均采用單層片狀形式的壓電片作為激振源，導(dǎo)致電機(jī)的輸出力較小（一般不超過10N）、輸出功率較低（一般不超過20mW）。這一問題在要求驅(qū)動器具有大輸出力、高輸出功率特性的航空航天、飛行器及軍工技術(shù)等領(lǐng)域顯得更為突出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決已有旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)由于采用壓電片作為激振源，所導(dǎo)致的電機(jī)輸出力小、輸出功率低等技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)及其激勵方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：所述的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)包括電機(jī)支座、壓電驅(qū)動器、被激體螺母、輸出軸和預(yù)緊螺釘。所述的電機(jī)支座為端部固定的筒形結(jié)構(gòu)，壓電驅(qū)動器為壓電堆疊，壓電驅(qū)動器內(nèi)置于電機(jī)支座中，并通過預(yù)緊螺釘加壓預(yù)緊于被激體螺母的外平面，被激體螺母為具有外平面和內(nèi)螺紋的螺母結(jié)構(gòu)彈性體，輸出軸為螺紋軸結(jié)構(gòu)剛性體，被激體螺母與輸出軸之間通過螺紋副傳動。通過在壓電驅(qū)動器上施加交變電信號，激發(fā)被激體螺母的彎曲振動模態(tài)疊加耦合形成驅(qū)動行波，通過螺紋副傳動產(chǎn)生驅(qū)動力，實(shí)現(xiàn)輸出軸的旋轉(zhuǎn)直線運(yùn)動輸出。本發(fā)明所提出的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)具有輸出力大、輸出功率高等優(yōu)點(diǎn)，其輸出力可達(dá)20N以上，并可獲得50mW以上的輸出功率，在航空航天、軍工技術(shù)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。附圖說明圖1所示為本發(fā)明提出的一種單波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)的主視圖；圖2所示為本發(fā)明提出的一種單波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)的剖視圖；圖3所示為本發(fā)明提出的一種單波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)電機(jī)支座的示意圖；圖4所示為本發(fā)明提出的一種單波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)被激體螺母的示意圖；圖5所示為本發(fā)明提出的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)輸出軸的示意圖；圖6所示為本發(fā)明本發(fā)明提出的一種單波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)被激體螺母截面變形示意圖；圖7所示為本發(fā)明提出的一種兩波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)的剖視圖；圖8所示為本發(fā)明提出的一種兩波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)電機(jī)支座的示意圖；圖9所示為本發(fā)明提出的一種兩波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)被激體螺母的示意圖；圖10所示為本發(fā)明提出的一種兩波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)的彈性螺母截面變形示意圖；圖11所示為本發(fā)明提出的一種三波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)的剖視圖；圖12所示為本發(fā)明提出的一種三波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)電機(jī)支座的示意圖；圖13所示為本發(fā)明提出的一種三波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)被激體螺母的示意圖；圖14所示為本發(fā)明提出的一種三波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)彈性螺母截面變形示意圖；圖15所示為本發(fā)明壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)的被激體螺母彎曲振動變形圖。具體實(shí)施方式具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖15說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式提供了一種單波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)及其激勵方法的實(shí)施方案，該單波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)主要由電機(jī)支座1、壓電驅(qū)動器2、被激體螺母3、輸出軸4和預(yù)緊螺釘5組成。所述的電機(jī)支座1為端部固定的筒形結(jié)構(gòu)，其外圓面上均布4個用于與預(yù)緊螺釘5配合的平面，具體為電機(jī)支座第一外平面1-1、電機(jī)支座第二外平面1-2、電機(jī)支座第三外平面1-3和電機(jī)支座第四外平面1-4；壓電驅(qū)動器2為4個哈爾濱芯明天科技有限公司型號為VS12系列的平頭式柱形封裝壓電堆疊，具體為第一壓電堆疊2-1、第二壓電堆疊2-2、第三壓電堆疊2-3和第四壓電堆疊2-4；被激體螺母3為具有外平面和內(nèi)螺紋的螺母結(jié)構(gòu)彈性體，4個外平面用于與壓電驅(qū)動器2配合連接，具體為被激體螺母第一外平面3-1、被激體螺母第二外平面3-2、被激體螺母第三外平面3-3和被激體螺母第四外平面3-4；輸出軸4為螺紋軸結(jié)構(gòu)剛性體，被激體螺母3與輸出軸4之間通過螺紋副傳動連接；所述的電機(jī)支座第一外平面1-1與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第一壓電堆疊2-1作用于被激體螺母3的被激體螺母第一外平面3-1上，電機(jī)支座第二外平面1-2與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第二壓電堆疊2-2作用于被激體螺母3的被激體螺母第二外平面3-2上，電機(jī)支座第三外平面1-3與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第三壓電堆疊2-3作用于被激體螺母3的被激體螺母第三外平面3-3上，電機(jī)支座第四外平面1-4與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第四壓電堆疊2-4作用于被激體螺母3的被激體螺母第四外平面3-4上。壓電驅(qū)動器2中的第一壓電堆疊2-1與第三壓電堆疊2-3對稱布置，第一壓電堆疊2-1構(gòu)成激振組A1，第三壓電堆疊2-3構(gòu)成激振組A2，激振組A1與激振組A2構(gòu)成激振組A；第二壓電堆疊2-2與第四壓電堆疊2-4對稱布置，第二壓電堆疊2-2構(gòu)成激振組B1，第四壓電堆疊2-4構(gòu)成激振組B2，激振組B1與激振組B2構(gòu)成激振組B；激振組A與激振組B滿足空間正交布置關(guān)系。本實(shí)施方式的激勵方法：參照圖2、圖6和圖15進(jìn)行說明。激振組A中激振組A1施加使其產(chǎn)生伸長或縮短變形的交變電信號，激振組A2施加同時(shí)使其產(chǎn)生相應(yīng)縮短或伸長變形的交變電信號；激振組B中激振組B1施加使其產(chǎn)生伸長或縮短變形的交變電信號，激振組B2施加同時(shí)使其產(chǎn)生相應(yīng)縮短或伸長變形的交變電信號；激振組A與激振組B通電交變電信號的頻率相同，大于16kHz的超聲頻段值相等，相位差滿足90度或270度的正交關(guān)系。當(dāng)激振組A與激振組B通電交變電信號的相位差分別為90度和270度時(shí)，激振組A與激振組B激發(fā)被激體螺母3的彎曲振動模態(tài)，疊加耦合形成兩個運(yùn)行方向相反的驅(qū)動行波，通過螺紋副傳動產(chǎn)生驅(qū)動力，分別實(shí)現(xiàn)輸出軸4的正反兩個方向的旋轉(zhuǎn)直線運(yùn)動輸出。具體實(shí)施方式二：結(jié)合圖7、圖8、圖9、圖10和圖15說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式提供了一種兩波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)及其激勵方法的實(shí)施方案。其組成部分和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一相同，區(qū)別在于壓電驅(qū)動器2對被激體螺母3的激勵模式不同。所述的電機(jī)支座1為端部固定的筒形結(jié)構(gòu)，其外圓面上均布8個用于與預(yù)緊螺釘5配合的平面，具體為電機(jī)支座第一外平面1-1、電機(jī)支座第二外平面1-2、電機(jī)支座第三外平面1-3、電機(jī)支座第四外平面1-4、電機(jī)支座第五外平面1-5、電機(jī)支座第六外平面1-6、電機(jī)支座第七外平面1-7和電機(jī)支座第八外平面1-8；所述的壓電驅(qū)動器2為8個哈爾濱芯明天科技有限公司的型號為VS12系列的平頭式柱形封裝壓電堆疊，具體為第一壓電堆疊2-1、第二壓電堆疊2-2、第三壓電堆疊2-3、第四壓電堆疊2-4、第五壓電堆疊2-5、第六壓電堆疊2-6、第七壓電堆疊2-7和第八壓電堆疊2-8；被激體螺母3為具有外平面和內(nèi)螺紋的螺母結(jié)構(gòu)彈性體，8個外平面用于與壓電驅(qū)動器2配合連接，具體為被激體螺母第一外平面3-1、被激體螺母第二外平面3-2、被激體螺母第三外平面3-3、被激體螺母第四外平面3-4、被激體螺母第五外平面3-5、被激體螺母第六外平面3-6、被激體螺母第七外平面3-7和被激體螺母第八外平面3-8；所述的電機(jī)支座第一外平面1-1與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第一壓電堆疊2-1作用于被激體螺母3的被激體螺母第一外平面3-1上，電機(jī)支座第二外平面1-2與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第二壓電堆疊2-2作用于被激體螺母3的被激體螺母第二外平面3-2上，電機(jī)支座第三外平面1-3與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第三壓電堆疊2-3作用于被激體螺母3的被激體螺母第三外平面3-3上，電機(jī)支座第四外平面1-4與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第四壓電堆疊2-4作用于被激體螺母3的被激體螺母第四外平面3-4上，電機(jī)支座第五外平面1-5與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第五壓電堆疊2-5作用于被激體螺母3的被激體螺母第五外平面3-5上，電機(jī)支座第六外平面1-6與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第六壓電堆疊2-6作用于被激體螺母3的被激體螺母第六外平面3-6上，電機(jī)支座第七外平面1-7與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第七壓電堆疊2-7作用于被激體螺母3的被激體螺母第七外平面3-7上，電機(jī)支座第八外平面1-8與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第八壓電堆疊2-8作用于被激體螺母3的被激體螺母第八外平面3-8上。壓電驅(qū)動器2中的第一壓電堆疊2-1和第五壓電堆疊2-5對稱布置，第二壓電堆疊2-2和第六壓電堆疊2-6對稱布置，第三壓電堆疊2-3和第七壓電堆疊2-7對稱布置，第四壓電堆疊2-4和第八壓電堆疊2-8對稱布置；第一壓電堆疊2-1與第二壓電堆疊2-2空間45度布置，第二壓電堆疊2-2與第三壓電堆疊2-3空間45度布置，第三壓電堆疊2-3與第四壓電堆疊2-4空間45度布置。壓電驅(qū)動器2中的第一壓電堆疊2-1和第五壓電堆疊2-5構(gòu)成激振組A1，第三壓電堆疊2-3和第七壓電堆疊2-7構(gòu)成激振組A2，激振組A1和激振組A2構(gòu)成激振組A；第二壓電堆疊2-2和第六壓電堆疊2-6構(gòu)成激振組B1，第四壓電堆疊2-4和第八壓電堆疊2-8構(gòu)成激振組B2，激振組B1和激振組B2構(gòu)成激振組B；激振組A與激振組B滿足空間45度布置關(guān)系。本實(shí)施方式的激勵方法：參照圖7、圖10和圖15進(jìn)行說明。激振組A中激振組A1施加使其產(chǎn)生伸長或縮短變形的交變電信號，激振組A2施加同時(shí)使其產(chǎn)生相應(yīng)縮短或伸長變形的交變電信號；激振組B中激振組B1施加使其產(chǎn)生伸長或縮短變形的交變電信號，激振組B2施加同時(shí)使其產(chǎn)生相應(yīng)縮短或伸長變形的交變電信號；激振組A與激振組B通電交變電信號的頻率相同，大于16kHz的超聲頻段值相等，相位差滿足90度或270度的正交關(guān)系。當(dāng)激振組A與激振組B通電交變電信號的相位差分別為90度和270度時(shí)，激振組A與激振組B激發(fā)被激體螺母3的彎曲振動模態(tài)，疊加耦合形成兩個運(yùn)行方向相反的驅(qū)動行波，通過螺紋副傳動產(chǎn)生驅(qū)動力，分別實(shí)現(xiàn)輸出軸4的正反兩個方向的旋轉(zhuǎn)直線運(yùn)動輸出。具體實(shí)施方式三：結(jié)合圖11、圖12、圖13、圖14和圖15說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式提供了一種三波長激振模式的壓電驅(qū)動器激振的筒結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)直線超聲電機(jī)及其激勵方法的實(shí)施方案。其組成部分和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一和具體實(shí)施方式二相同，區(qū)別在于壓電驅(qū)動器2對被激體螺母3的激勵模式不同。所述的電機(jī)支座1為端部固定的筒形結(jié)構(gòu)，其外圓面上均布12個用于與預(yù)緊螺釘5配合的平面，具體為電機(jī)支座第一外平面1-1、電機(jī)支座第二外平面1-2、電機(jī)支座第三外平面1-3、電機(jī)支座第四外平面1-4、電機(jī)支座第五外平面1-5、電機(jī)支座第六外平面1-6、電機(jī)支座第七外平面1-7、電機(jī)支座第八外平面1-8、電機(jī)支座第九外平面1-9、電機(jī)支座第十外平面1-10、電機(jī)支座第十一外平面1-11和電機(jī)支座第十二外平面1-12；所述的壓電驅(qū)動器2為12個哈爾濱芯明天科技有限公司的型號為VS12系列的平頭式柱形封裝壓電堆疊，具體為第一壓電堆疊2-1、第二壓電堆疊2-2、第三壓電堆疊2-3、第四壓電堆疊2-4、第五壓電堆疊2-5、第六壓電堆疊2-6、第七壓電堆疊2-7、第八壓電堆疊2-8、第九壓電堆疊2-9、第十壓電堆疊2-10、第十一壓電堆疊2-11和第十二壓電堆疊2-12；被激體螺母3為具有外平面和內(nèi)螺紋的螺母結(jié)構(gòu)彈性體，12個外平面用于與壓電驅(qū)動器2配合連接，具體為被激體螺母第一外平面3-1、被激體螺母第二外平面3-2、被激體螺母第三外平面3-3、被激體螺母第四外平面3-4、被激體螺母第五外平面3-5、被激體螺母第六外平面3-6、被激體螺母第七外平面3-7、被激體螺母第八外平面3-8、被激體螺母第九外平面3-9、被激體螺母第十外平面3-10、被激體螺母第十一外平面3-11和被激體螺母第十二外平面3-12；所述的電機(jī)支座第一外平面1-1與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第一壓電堆疊2-1作用于被激體螺母3的被激體螺母第一外平面3-1上，電機(jī)支座第二外平面1-2與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第二壓電堆疊2-2作用于被激體螺母3的被激體螺母第二外平面3-2上，電機(jī)支座第三外平面1-3與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第三壓電堆疊2-3作用于被激體螺母3的被激體螺母第三外平面3-3上，電機(jī)支座第四外平面1-4與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第四壓電堆疊2-4作用于被激體螺母3的被激體螺母第四外平面3-4上，電機(jī)支座第五外平面1-5與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第五壓電堆疊2-5作用于被激體螺母3的被激體螺母第五外平面3-5上，電機(jī)支座第六外平面1-6與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第六壓電堆疊2-6作用于被激體螺母3的被激體螺母第六外平面3-6上，電機(jī)支座第七外平面1-7與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第七壓電堆疊2-7作用于被激體螺母3的被激體螺母第七外平面3-7上，電機(jī)支座第八外平面1-8與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第八壓電堆疊2-8作用于被激體螺母3的被激體螺母第八外平面3-8上，電機(jī)支座第九外平面1-9與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第九壓電堆疊2-9作用于被激體螺母3的被激體螺母第九外平面3-9上，電機(jī)支座第十外平面1-10與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第十壓電堆疊2-10作用于被激體螺母3的被激體螺母第十外平面3-10上，電機(jī)支座第十一外平面1-11與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第十一壓電堆疊2-11作用于被激體螺母3的被激體螺母第十一外平面3-11上，電機(jī)支座第十二外平面1-12與預(yù)緊螺釘5配合預(yù)緊第十二壓電堆疊2-12作用于被激體螺母3的被激體螺母第十二外平面3-12上。壓電驅(qū)動器2中的第一壓電堆疊2-1和第七壓電堆疊2-7對稱布置，第二壓電堆疊2-2和第八壓電堆疊2-8對稱布置，第三壓電堆疊2-3和第九壓電堆疊2-9對稱布置，第四壓電堆疊2-4和第十壓電堆疊2-10對稱布置，第五壓電堆疊2-5和第十一壓電堆疊2-11對稱布置，第六壓電堆疊2-6和第十二壓電堆疊2-12對稱布置；第一壓電堆疊2-1與第二壓電堆疊2-2空間30度布置，第二壓電堆疊2-2與第三壓電堆疊2-3空間30度布置，第三壓電堆疊2-3與第四壓電堆疊2-4空間30度布置，第四壓電堆疊2-4與第五壓電堆疊2-5空間30度布置，第五壓電堆疊2-5與第六壓電堆疊2-6空間30度布置。壓電驅(qū)動器2中的第一壓電堆疊2-1、第五壓電堆疊2-5和第九壓電堆疊2-9構(gòu)成激振組A1，第三壓電堆疊2-3、第七壓電堆疊2-7和第十一壓電堆疊2-11構(gòu)成激振組A2，激振組A1和激振組A2構(gòu)成激振組A；第二壓電堆疊2-2、第六壓電堆疊2-6和第十壓電堆疊2-10構(gòu)成激振組B1，第四壓電堆疊2-4、第八壓電堆疊2-8和第十二壓電堆疊2-12構(gòu)成激振組B2，激振組B1和激振組B2構(gòu)成激振組B。激振組A與激振組B滿足空間30度布置關(guān)系。本實(shí)施方式的激勵方法：參照圖10、圖14和圖15進(jìn)行說明。激振組A中激振組A1施加使其產(chǎn)生伸長或縮短變形的交變電信號，激振組A2施加同時(shí)使其產(chǎn)生相應(yīng)縮短或伸長變形的交變電信號；激振組B中激振組B1施加使其產(chǎn)生伸長或縮短變形的交變電信號，激振組B2施加同時(shí)使其產(chǎn)生相應(yīng)縮短或伸長變形的交變電信號；激振組A與激振組B通電交變電信號的頻率相同，大于16kHz的超聲頻段值相等，相位差滿足90度或270度的正交關(guān)系。當(dāng)激振組A與激振組B通電交變電信號的相位差分別為90度和270度時(shí)，激振組A與激振組B激發(fā)被激體螺母3的彎曲振動模態(tài)，疊加耦合形成兩個運(yùn)行方向相反的驅(qū)動行波，通過螺紋副傳動產(chǎn)生驅(qū)動力，分別實(shí)現(xiàn)輸出軸4的正反兩個方向的旋轉(zhuǎn)直線運(yùn)動輸出。