研究室自主研制的基于三定子的二自由度球形超声波电机的结构如图1所示，电机由3个定子、1个球转子和预紧力加载机构组成.3个行波型环状定子绕空间轴回转120。对称分布，由于3个定子的中心轴线通过球心且处于同一球截而内，电机从三自由度退化为二自由度.定子均采用大斜齿而内缘接触结构，能提高定、转子的能量传递效率.球转子采用X40 mm氮化硅材料的高精度陶瓷球，该陶瓷球相比普通钢球，具有质量轻、耐磨性好和抗氧化性强等优点.预紧力加载机构由柔性板簧、板簧压套、板簧座和侧盖等元件组成:环状定子以过盈配合方式固定安装在柔性板簧的中心孔内，柔性板簧的3个引脚被固定于板簧压套上，圆环形板簧压套可在板簧座内轴向移动.板簧座固定在底座上，拧动侧盖可调节板簧压套的位移，进而调节柔性板簧的压紧量，实现定、转子之间预紧力的调节 .
