本课题来源于国家自然科学基金（No.11174149）和航空科学基金（No.2011ZC52035）。近场超声悬浮是一种有趣的物理作用机制，在非接触传输和高速驱动方面有着诱人的应用前景，是当前国内外研究的热点之一。本文针对机械转子式陀螺仪对支承系统的特定要求，开展了近声场悬浮式压电作动器及其在陀螺仪中的创新应用研究，尝试利用超声振动的近场作用机理来实现非接触式支承，具有干扰力矩小、对悬浮体没有电磁学性质上的特殊要求的优点。论文进行了非接触悬浮支承的设计、结构振动诱发近声场的机理的分析，以及声-压电的有限元耦合分析，开展了新型非接触式球转子压电作动器的动力学设计和试验研究，并进行了样机悬浮能力和驱动特性方面的试验。在尝试将压电精密驱动技术、声学技术与惯性技术的相关领域进行交叉方面做出了有益的探索。主要研究内容如下：1．针对当前陀螺仪的发展现状和现有液浮陀螺仪的结构方案，提出了基于近声场作用机理的浮子陀螺仪的定义，分析了近场超声悬浮的物理本质和动力学机理。给出了超声悬浮式陀螺仪的基本结构及其姿态检测方法。2．基于近声场悬浮机制构造了一种可用于浮子式陀螺的非接触压电作动器的结构，提出以其圆筒型定子和圆盘型端盖定子作为核心支承部件形成的闭合、完整悬浮支承系统，分析和阐述了圆筒型和圆盘型两种压电作动器的工作原理，并对其进行了结构动力学分析和压电陶瓷极化方案的设计。3、建立了近声场悬浮支承系统核心部件的声压电耦合分析模型，采用能量法计算公式得出声辐射力与激励电压等的对应关系，为参数化分析和试验设计提供理论基础。4、加工制造了可用于浮子式陀螺的非接触压电作动器样机，搭建了试验平台，开展了声辐射结构（定子）的模态试验、样机系统悬浮能力的试验分析，验证了非接触压电作动器悬浮支承模块的工作能力。5、设计了利用近声场机制来悬浮和驱动耦合工作的球转子型和圆盘型非接触超声电机，开展了定子的结构动力学分析，加工制造了样机并进行了模态试验、悬浮能力和转速特性等的测试，其转速达到2600rpm。