Пьезоэлектрический двигатель

 

ПЬЕЗОЭЛЕКТРНЧЕСККЙ ДВИГАТЕЛЬ , содержащий основание, ротор и rsTf-Abf f irf f3 ff МТ01ТЙЭ. 5 ШШ1ЖЖА 1 ш ётгшА стержневой пьезокерамический преобразователь с электродами, рдин конец которого закреплен в основании, а другой снабжен толкателем, о т л и ч а ю 11 и и с я тем, что, с целью повьаиения стабильности вращения, в него дополнительно введен электрореологический элемент, который размещен между ротором и толкателем, при этом ротор и толкатель парешлельно через выпрямитель подключены к электродгш преобразователя. Ю СО 4 СП OU

СОНИ COBETCHHX

03»»

РЕСПУБЛИН госудмРстванный комитет сссР

Л *Ч и »Ю.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- К ASTOPGH0MY СВИД,ЕТЕЛЬСТВУ

:(21) 2974484/18-25 (2 2 ) 08. 08 . 80 (46-) 15.. 06.83. Бюл. В 22 (72) A.È. Брук и Н.А. Подкладова (53) 537.228.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство CCCP

Ю 614477, -кл. - N001 4 41/08, 1976.

2. Бавриненко В.В. и др, Пьезо- . .электрические двигатели.М,"Энергия", 1980, с. 16, рис. 9, (прототип). (54)(57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИНА»

ТЕЛЬ, содержащий основание, ротор и ,SU„„1023456 А

Ъ(50 Н01 Ь 41 08;; 802 М 11 00 стержневой пьезокерамический преобразователь с электродами, рдин конец которого закреплен в основании, а другой снабжен толкателем, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьааения стабильности вращения, в него дополнительно введен электрореологический элемент, который размещен между ротором и толкателем, при этом ротор и толкатель параллельно через выпрямитель подключены к электродам преобразователя.

1023456

К стержневому пьезокерамическому преобразователю 2 подводится электрическое напряжение с частотой, соответствующей его резонансной частоте, при этом преобразователь начинает совершать продольные колебания: в сторону ротора (первый полупериод) и в обратную сторону (второй полупериод). Однако в таком состоянии ротор вращаться не будет, так как он не имеет жесткого контакта с толкателем.

Для его вращения на контакты (толкатель 5 и ротор 3) подают электрическое напряжение только в один полупериод, например первый. При этом электрореологический элемент (жидкость) мгновенно затвердрвает при движении тЫткателя в сторону ротора, от чего последний начинает вращаться. При движении толкателя в обратную сторону электрореологическая жидкость размораживается, так как на нее в этот полупериод не подается электрическое напряжение. Поэтому перемещение тол ателя в этот полупериод не повлечет

ba собой обратного вращения ротора.

Таким образом, ротор будет вращаться только в одну сторону. При необходи.мости создать реверс ротора на реологический элемент подают электрическое напряжение только во второй полупериод, соответствующий движению толкателя в сторону от ротора (другой полупериод), При этом ротор имеет жесткий контакт с толкателем, поэтому он вращается в обратную сторону.

Отказ от фрикционного контакта между толкателем и ротором, вместо него такой контакт осуществляется через электрореологический (электровязкий) элемент, ведет к существен- . ному повышению стабильности скорости вращения пьезоэлектрического двигателя. Кроме того, это позволяет повысить ресурс работы двигателя за счет отсутствия. износа контактирующих деталей.

Тираж 703 Подписное

ВН ИИПИ Заказ 4225/40

Филиал ППП. "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к приборо- строению и касается пьезоэлектрических двигателей, которые могут применяться в качестве микроприводов, например, в магнитофонах, электрочасах и т.д. 5

Известны пьезоэлектрические двигатели, содержащие статор, ротор и

Пьезоэлектрический преобразователь, преобразующий переменное лектрическое напряжение в ьеханические коле- 10 бания, которые при взаимодействии с поверхностью ротора, приводят его во вращение 1 j.

Известен пьезоэлектрический двигатель, содержащий основание, ротор 15 и стержневой пьезокерамическнй преобразователь, один конец которого закреплен в основании, а другой, свободный, снабжен толкателем. В этом двигателе толкатель сопряжен с по- О верхностью ротора фрикционно, для чего он упруго поджат (например, с помощью пружины) к поверхности ротора t 2 .

Недостатком известного пьезоэлек- 25 трического двигателя является его малая эффективность, обусловленная тем, что вращение ротора осуществляется эа счет его фрикционного контакта с толкателем. Это приводит к различным потерям,в томчисле засчет проскальзы - ЗО вания толкателя по отношению к ротору. Последнее во многом зависит от состояния контактных поверхностей ротора и толкателя, усилия и угла прижима, угла контакта и прочих факторов. Некоторые из этих факторов могут изменяться в процессе эксплуатации двигателя. Все это приводит к нестабильности вращения ротора и снижению эффективности пьезоэлектри- 40 ческого двигателя.

Целью изобретения является повышение стабильности вращения за счет исключения проскальзывания толкателя.

Поставленная цель достигается тем, 45 что в пьезоэлектрический двигатель, содержащий основание, ротор и стержневой пьезокерамический преобразователь, один конец которого закреплен в основании, а другой снабжен толкателем, дополнительно введен электрорвологйческий элемент, который размещен между ротором и толкателем, при этом ротор и толкатель параллельно .через выпрямитель подключены к электродам преобразователя.

На чертеже представлена схема пьезоэлектрического двигателя.

Двигатель состоит из основания 1, на котором укреплен стержневой пьезокерамический .преобразователь 2 и ротор 3 на подшипниках 4 ° Наружная поверхность ротора анодирована. Свободный конец преобразователя оканчивается металлическим,толкателем 5, кото-. рый находится на небольшом расстоянии (0,1 мм) от,ротора. Пространство между ротором и толкателем (зона койтакта) заполнена электрореологическим элементом б. К толкателю и ротору подведено электрическое напряжение.

Работа двигателя происходит следующим образом.