超聲馬達(dá)（Ultrasonic Motor，簡(jiǎn)稱(chēng)USM）是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一種新型馬達(dá)，是一種基于壓電材料的逆壓電效應(yīng)而開(kāi)發(fā)出的能夠把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能輸出的新型直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)。近十年來(lái)，USM產(chǎn)業(yè)化和實(shí)用化的蓬勃發(fā)展，在一定程度上已經(jīng)開(kāi)始代某些小型電磁馬達(dá)，具有十分良好的應(yīng)用前景。
       USM由定子(振動(dòng)體)和轉(zhuǎn)子(移動(dòng)體)兩部分組成，其定子由彈性體和壓電陶瓷構(gòu)成， 轉(zhuǎn)子為一個(gè)金屬板。定子和轉(zhuǎn)子在壓力作用下緊密接觸，為了減少定、轉(zhuǎn)子之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磨損，通常在二者之間(在轉(zhuǎn)子上)加一層摩擦材料，借助摩擦傳遞彈性超聲波振動(dòng)以獲得動(dòng)力。它利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，激發(fā)彈性體在超聲頻段內(nèi)發(fā)生微幅振動(dòng)，通過(guò)定、轉(zhuǎn)子之間的摩擦作用將定子的微觀振動(dòng)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子的宏觀運(yùn)動(dòng)，并輸出功率和驅(qū)動(dòng)負(fù)載。 USM突破了傳統(tǒng)電磁馬達(dá)的觀念，沒(méi)有了線(xiàn)圈與磁鐵，不依靠電磁的相互作用來(lái)轉(zhuǎn)換能量，因此，USM相比于傳統(tǒng)的電磁馬達(dá)，具有拔地倚天的優(yōu)勢(shì)：
1）低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩
       由于USM是依靠移動(dòng)體與振動(dòng)體體之間的摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)的，所以靜止時(shí)能保持較大的力矩。若在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)突然切掉電源，馬達(dá)會(huì)立即停止，不會(huì)因慣性作用而繼續(xù)移動(dòng)。因此，USM可以輕易地做到快速且精確的定位，不但可以大幅增加系統(tǒng)的定位性能，更可以減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的復(fù)雜度。
2）具有極高的位移精度
       由于USM可以直接驅(qū)動(dòng)，因而它可以達(dá)到納米級(jí)運(yùn)動(dòng)。
3）不受磁場(chǎng)干擾的影響
       USM沒(méi)有線(xiàn)圈與磁路的設(shè)計(jì)，當(dāng)然在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也就不會(huì)受到外界磁場(chǎng)的影響，而且其本身也不會(huì)有磁場(chǎng)產(chǎn)生。
4）功率密度大、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊
       在同功率條件下，USM的尺寸可以做得很小，能滿(mǎn)足電機(jī)微型化的要求。
5）動(dòng)態(tài)性能好，響應(yīng)時(shí)間快，能斷電自鎖，易于調(diào)速、轉(zhuǎn)向和控制
       USM是靠振動(dòng)摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)的，因而移動(dòng)體可以做得非常輕小，使得其運(yùn)行慣性小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間快。
6）結(jié)構(gòu)形態(tài)靈活，設(shè)計(jì)自由度大，易滿(mǎn)足各種裝置的需求
       由于產(chǎn)生接觸而橢圓運(yùn)動(dòng)的方法很多，而電機(jī)形狀主要是依賴(lài)于響應(yīng)的接觸方法，故USM的結(jié)構(gòu)可以多種多樣，形狀設(shè)計(jì)自由度大，易于達(dá)到所用裝置的要求。
7）運(yùn)行無(wú)噪聲
       USM的振動(dòng)頻率高于我們耳朵所能感受的范圍，低速時(shí)能產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)矩，無(wú)需齒輪減速機(jī)構(gòu)，因而機(jī)械振動(dòng)聲很小，故電機(jī)運(yùn)行非常安靜。

       雖然USM相對(duì)傳統(tǒng)電磁馬達(dá)有無(wú)可比逆的優(yōu)點(diǎn)，因其構(gòu)造特性以及材料特性，使得USM也有一些使用上的限制：
1）不適合高速運(yùn)轉(zhuǎn)
       USM是以摩擦的方式來(lái)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，摩擦?xí)鸁幔D(zhuǎn)速越快摩擦得越快，產(chǎn)生的熱量也越多，于是造成超聲波馬達(dá)內(nèi)部的壓電陶瓷材料溫度也就越來(lái)越高，進(jìn)而影響輸出性能。所以超聲波馬達(dá)不適合用在需要高速運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。
2）使用壽命較短 
       因USM是利用摩擦驅(qū)動(dòng)的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，有摩擦勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生磨耗，長(zhǎng)期下來(lái)摩擦接口會(huì)變得越來(lái)越光滑，所能產(chǎn)生的摩擦力也跟著變小，所以使用壽命相對(duì)電磁馬達(dá)短。
3） 定速控制的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜  
       USM內(nèi)部的溫度與摩擦接口的摩擦系數(shù)會(huì)隨著操作時(shí)間及溫度而改變，因此，若用USM來(lái)達(dá)到精密的速度控制時(shí)，需要比傳統(tǒng)的電磁馬達(dá)更為復(fù)雜的控制設(shè)計(jì)才能夠達(dá)成。
4）成本較高
       USM的定子采用壓電陶瓷材料，但是目前的壓電陶瓷材料價(jià)格較高。此外，還需要配合使用較好的摩擦材料以及高頻的驅(qū)動(dòng)器來(lái)使壓電陶瓷產(chǎn)生高頻振動(dòng)，而良好的高頻驅(qū)動(dòng)器在設(shè)計(jì)上較為復(fù)雜，價(jià)格也偏高。因此，USM的價(jià)格比傳統(tǒng)的電磁馬達(dá)價(jià)格高。
基于上述USM的特點(diǎn)，在某些場(chǎng)合，如低轉(zhuǎn)速時(shí)要有高轉(zhuǎn)矩輸出、間歇性的運(yùn)動(dòng)、空間形狀受限制、安靜以及其它特殊需求的場(chǎng)所，使用超聲波馬達(dá)會(huì)比電磁馬達(dá)更為合適。目前USM在照相機(jī)、手表、汽車(chē)、醫(yī)療設(shè)備、航天工業(yè)、精密定位設(shè)備、機(jī)器人、微型機(jī)械等領(lǐng)域里得到了成功的應(yīng)用。例如：日本Canon公司將超聲波電機(jī)用于其EOS620/650自動(dòng)聚焦單鏡頭反射式照相機(jī)中；歐洲將超聲波電機(jī)用于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及微動(dòng)設(shè)備，如1986年獲Nobel物理學(xué)獎(jiǎng)的掃描隧道顯微鏡(STM)；美國(guó)在宇宙飛船、火星探測(cè)器、導(dǎo)彈、核彈頭等航空航天工程中也都陸續(xù)應(yīng)用了超聲波電動(dòng)機(jī)。在未來(lái)，超聲波馬達(dá)甚至有可能取代部分的微、小型電磁馬達(dá)。

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