随着人们对有限空间内监控、探测、救援等需求逐步增加,微型飞行器正在成为研究热点。超声电机由于具有高能量密度、结构简单紧凑等优点受到广泛关注,但是近年来开发出的高转速旋转超声电机存在驱动电压过高、激励方式复杂、能量效率较低等问题,未能实现在微型飞行器中的应用。本文旨在针对微小型旋翼飞行器动力装置存在的问题,探索压电驱动新方法,设计新型高转速旋转超声电机,主要研究内容和取得的进展如下:1.针对现有微型飞行器动力装置存在的问题,设计了基于面内驻波驱动的多辐条式薄板型旋转超声电机。利用有限元方法对结构参数进行了优化,对压电振子进行了模态规划和分析,结果表明其具有结构和激励方式简单等特点。2.加工并装配了超声电机原理样机,其重量为2g,最佳工作频率带为98.3kHz到98.7kHz,最佳弹簧预压力为0.5N。对压电振子进行了优化,优化后的原理样机输出性能显著提高,在20V_pp驱动电压下空载转速达到3340rpm,输出力矩为0.284 mN·m,能量效率达到51%,优于相似尺寸下直流电机的能量效率。原理样机的实验结果表明其具有低电压驱动、输出易于调控等特点。3.为使所设计的超声电机用于驱动微小型旋翼飞行器,选配了与之匹配的旋翼并进行运动特性实验分析。在20V_pp驱动电压下旋翼转速为1760rpm,当驱动电压达到50V_pp时旋翼可以提供2.87g的升力,能够维持原理样机在导轨上悬停,结果表明该超声电机具有良好的输出性能,有望作为微小型旋翼飞行器的动力装置。