壓電馬達為一種具低速、高扭矩輸出、低噪音、無電磁干擾等優點的精密馬達。壓電馬達根據其運動方向可分為直線型和旋轉型，而根據其振動方式則可分為駐波式和行進波式。行進波式壓電馬達因為它結構簡單且性價比高故優於駐波式壓電馬達，卻因有限邊界的反射波會與原行進波式干涉而難以於直線型結構穩定產生。本研究旨在一有限結構上設計並製作出以雙頻雙模態激發法作動之二維壓電直線型行進波式馬達。透過在壓電串聯雙晶片上設計四個電極，其中兩個電極用來驅動產生x方向的行進波，另外兩個電極用來驅動產生y方向的行進波。每個電極以指定的電訊號驅動使之在空間上激發特定的彎曲模態，其位置均經過設計使輸出模態單一，降低鄰近模態的貢獻。除此之外，為了產生穩定的行進波，本研究也分析輸入的兩訊號的時間相位差及電壓比，並透過理論推導與數值模擬，找出行進波驅動的最佳化參數。最後透過實驗結果驗證理論之正確性。此研究有助於多方向移動之機器人與機動結構之驅動設計上。（應力所李世光教授提供） 圖1 (a) 二維壓電直線型行進波式馬達示意圖。 (b) 二維壓電直線型行進波式馬達夾持方式，其中兩端為簡支端，另兩端為自由端。 圖2 二維壓電直線型行進波式馬達在 (a) x方向和 (b) y方向移動0.1 g物體的時移圖。二維壓電直線型行進波式馬達上三個不同位置放置並沿 (c) x方向和 (e) y方向推動的0.1 g物體的軌跡。沿 (d) x方向和 (f) y方向於中心推動三個具有不同面積和相當質量物體的軌跡。
壓電馬達為一種具低速、高扭矩輸出、低噪音、無電磁干擾等優點的精密馬達。壓電馬達根據其運動方向可分為直線型和旋轉型，而根據其振動方式則可分為駐波式和行進波式。行進波式壓電馬達因為它結構簡單且性價比高故優於駐波式壓電馬達，卻因有限邊界的反射波會與原行進波式干涉而難以於直線型結構穩定產生。本研究旨在一有限結構上設計並製作出以雙頻雙模態激發法作動之二維壓電直線型行進波式馬達。透過在壓電串聯雙晶片上設計四個電極，其中兩個電極用來驅動產生x方向的行進波，另外兩個電極用來驅動產生y方向的行進波。每個電極以指定的電訊號驅動使之在空間上激發特定的彎曲模態，其位置均經過設計使輸出模態單一，降低鄰近模態的貢獻。除此之外，為了產生穩定的行進波，本研究也分析輸入的兩訊號的時間相位差及電壓比，並透過理論推導與數值模擬，找出行進波驅動的最佳化參數。最後透過實驗結果驗證理論之正確性。此研究有助於多方向移動之機器人與機動結構之驅動設計上。（應力所李世光教授提供）
圖1 (a) 二維壓電直線型行進波式馬達示意圖。 (b) 二維壓電直線型行進波式馬達夾持方式，其中兩端為簡支端，另兩端為自由端。
圖2 二維壓電直線型行進波式馬達在 (a) x方向和 (b) y方向移動0.1 g物體的時移圖。二維壓電直線型行進波式馬達上三個不同位置放置並沿 (c) x方向和 (e) y方向推動的0.1 g物體的軌跡。沿 (d) x方向和 (f) y方向於中心推動三個具有不同面積和相當質量物體的軌跡。