超声电机是一种基于压电效应和超声振动的高新技术电机。超声电机拥有大转矩、转速低、灵活设计、结构简易、断电自锁、响应速度比较快和没有电磁干扰等特征的新型电机。为了扩宽超声电机的领域,增大超声电机的力矩来实现机器人关节或者高精密设备平台等方向的直接驱动。基于上述要求,本人选择了悬臂纵弯复合换能器式行波超声电机作为对象,提出了一种四悬臂纵弯复合换能器式超声电机,通过增加悬臂换能器个数,以达到增加力矩的目的。本文主要进行的工作如下:(1)介绍了金属材料和压电材料的性能参数,针对不同的属性类型,对应的分析了不同的压电方程,从基本的振动模式出发,设计出压电陶瓷的摆放位置。而且对纵弯模态悬臂结构的方案进行了分析,为原理分析和模态简并提供了理论基础。(2)在结构上形成了一款新型四悬臂结构,整个工作过程的耦合作用极大地减少,减震性能良好。从电机的工作轨迹、运行模式展开具体的说明和分析,围绕着横纵轴的实际运行轨迹,结合具体的参数指数,进行方程运算,检验理论的可行性、可靠性。(3)对超声电机结构主体换能器的模型建构工作,运用有限元法设计驱动器的悬臂梁换能器和圆筒,实现两者的模态简并。对驱动器整体进行有限元分析,调整并获得换能器和圆筒的的最终尺寸参数,通过对有限元模型进行谐响应分析,得出电机定子驱动器在21288hz处位移达到最大值,可以实现共振。通过对定子驱动器上的质点进行瞬态分析,得出在前文设定的激励条件下,定子驱动器可以驱动出XOY方向运动,并且质点位移提高3倍,从而证明提出的电机的可行性和有效性。(4)在加工样机的基础上,围绕着实验的测试情况展开,得出了在200伏特的标准电压的作用下,工作频率大概在22188Hz,此时,电机的转速达到最大值,为190r/min,最大驱动轴的力矩输出为0.9N·m,实现了高速和大推力的目的。