超声波电机(Ultrasonic Motor,简称USM)是近几年来发展起来的一种微型特种电机,和传统的电磁电机不同,并不是靠电磁制动,内部没有磁阻线圈结构,而是通过压电陶瓷的逆压电效应,激发定子表面质子做椭圆轨迹运功,继而通过定、转子之间的摩擦传动工作的。因此具有转矩大、体积小、响应快、低噪声以及不受外界磁场干扰等优点,在航天航空、医疗器械以及机器人制造等新兴行业具有着广泛的应用前景。本文提出了一种双振子旋转型行波超声波电机结构,将定子和转子均设计为电机振子,采用材料相同的金属弹性体以及在一侧均贴有压电陶瓷环。在高频正弦电压激励下,弹性定子和转子将产生各自的行波,在接触区内彼此向前推动。本文依据质点运动的椭圆轨迹的规律和振动匹配原理,确定了定子与转子的设计方案。使用ANSYS有限元分析软件设计了定子的尺寸,通过模态分析求解出定子振动的固有频率以及谐响应分析验证了该设计方案的合理性。本文针对所设计的双振子超声波电机进行了理论性的电路匹配并完成了驱动电路板的制作,然后通过上位机和采集卡搭建了对电机性能进行测试的实验平台。最后,制作了样机并在平台上进行了性能测试。试验结果表明,与单振子驱动的电机相比,双振子超声波电机输出的转速和转矩有了明显提高。