多自由度球型超声波电机是近几十年来发展起来的一种新型电机，它的工作原理和结构与传统的电磁型电机不同，它不需要磁铁和线圈。它是利用压电陶瓷的逆压电效应，把电能转换成弹性体的超声波振动（机械能），把弹性体的微观变形经过共振放大，将两种以上的超声波振动模式按照一定的方式组合，在定子表面产生三个正交的椭圆运动，通过摩擦耦合作用转化成转子的宏观的旋转运动。其显著优点是低转速、大力矩、响应速度快、体积重量小、结构简单以及驱动性能好并且具有断电自锁等功能。它以独特的工作原理和运动方式在生物医学领域、智能结构、微型机械、机器人方面、日用家电以及航空航天等领域应用广阔并倍受关注。单振子球型超声波电机由一个振子和一个球转子组成，能够实现三个自由度的旋转运动，具有驱动简单、可控性能好等优点，便于实际应用。本文在阅读和分析了大量国内外有关参考文献的基础上，做了以下研究工作：　　从形成椭圆轨迹的激励方法及振子与转子间摩擦传动的角度，分析了单振子球型超声波电机的运动机理，为研制该类电机提供理论基础。　　设计了一种纵弯振动模态的单振子，建立了有限元模型，利用软件分析了振子各尺寸参数对特征频率的影响，采用有限元瞬态运动分析方法，对驱动足质点椭圆轨迹进行了研究，验证了椭圆轨迹的存在。　　研制了一种单振子球型超声波电机，并进行了实验与测试，验证了理论分析结果的正确性和可控性。