超声波电机是一种基于振动和摩擦驱动的微型特种电机，具有低速大扭矩、结构紧凑和快速响应能力等优点，广泛应用于微卫星和微型机器人的驱动组件中。各个国家都在研究超声波电动机，类型也在不断扩展，用途也越来越广泛，如直线型、多个自由度、非接触型等不同类型超声波电动机在广泛开发应用，大大提高了超声波电动机适应各种环境的能力与生命周期。超声波电机目前主要是提供输出力或力矩，对被控对象（如机器人）进行驱动或定位作用。而在一些极端环境（如封闭的有毒有害容器、高低温等）中工作的微型机器人，其供电是一个不容忽视的问题，本文提出了一种能量回馈型超声波电机，它既有精密驱动和定位功能，又有获取电机在运行过程中的振动能量的作用，并将其转化成电能给微电子器件供电。本论文主要从结构分析、理论建模、接口电路和实验研究等关键技术来研究能量回馈型超声波电机，具体研究内容包括:　　1.设计能量回馈型超声波电动机的主体结构，采用ANSYS分析软件对电机关键部件:定子和定、转子接触进行实体建模，分析定子模态、谐响应特性和瞬态特性，并对定子结构进行优化，得到最优的定子结构尺寸，为能量回馈型超声电动机的样机制作奠定基础。　　2.利用Hamilton原理、赫兹接触理论和库伦摩擦模型建立了电机机械特性动力学模型，仿真分析了负载转矩、振动幅值、预压力、接触半径、及频率等对电机械输出特性的影响。　　3.以机械特性动力学模型为基础，采用铁木辛哥梁弯曲振动理论创建了电动机振动能量采集和转换的数学模型，仿真分析了激励电压幅值及频率等对采集输出电压、电流和电功率等特性的影响。　　4.针对电机能量回馈环节，设计了同步开关电感采集电路(SSHI)及自供电的同步开关电感采集电路(P-SSHI)，理论分析了电路的工作原理，仿真分析了各电路的输出性能及其对能量采集效果的影响。　　5.制成直径大小为60毫米的能量回馈型超声波电机，搭建了电机综合实验平台，对样机阻抗特性、机械特性、暂态特性和能量采集输出特性等进行实验研究，并验证理论研究结果的正确性。