Магнитострикционный привод угловых перемещений

 

1. МАГНИТНОСТРИКЦИОННЫЙ ПРИВОД УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ , содержащий магнитострикционную трубку с расположенными на ней цилиндрической и тороидальной обмотками, две втулки и замыкающий кожух, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона угловых перемещений, по крайней мере одна из втулок выполнена в виде предварительно нагруженной пружины кручения, причем знак деформации сооответствует знаку коэффициента магнитострикции материала трубки, а втулки жестко соединены с трубкой и кожухом . 2. Привод по п. 1, оотличающийся тем, что, с целью увеличения КПД привода, пружина изготовлена из ферромагнитного материала . (П 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19),(11) J(51) Н 01 1 41 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3496358/18-25 (22) 04.10.82 (46) 07.03.84. Бюл. № 9 (72) П. А. Грахов, А. 3. Тлявлин, С. Т. Кусимов и В. Ф. Смоленков (71) Уфимский ордена Ленина авиаци он ны и институт им. Орджоникидзе (53) 537.228.1 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 378306, кл. Н 01 1 41/14, 1971.

2. Михайлов О. П. и др. Регулируемая оправка для зубообрабатывающего станка.

«Станки и инструменты», 1975, № 5, с. 17—

18 (прототип). (54) (57) 1. МАГНИТНОСТРИКЦИОННЫЙ ПРИВОД УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИИ, содержащий магнитострикционную трубку с расположенными на ней цилиндрической и тороидальной обмотками, две втулки и замыкающий кожух, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона угловых перемещений, по крайней мере одна из втулок выполнена в виде предварительно нагруженной пружины кручения, причем знак деформации сооответствует знаку коэффициента магнитострикции материала трубки, а втулки жестко соединены с трубкой и кожухом.

2. Привод по п. 1, оотличающийся тем, что, с целью увеличения КПД привода, пружина изготовлена из ферромагнитного материала.

1078504

40

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к электромеханическим устройствам для угловых микроперемещений и может быть использовано в системах точных микроперемещений и микропередач различных контрольно-измерительных приборов, в оптико-механических и лазерных системах, в высокоточных системах наведения, 1 в прецизионных станках, а также в устройствах тех областей техники, где необходимо осуществлять точные угловые перемещения.

Известен магнитострикционный привод угловых перемещени й, содержа щи и сплошной магнитострикционный стержень, намагничи ва ющую катуш ку, цилиндрический сердечник и клеммовый контакт для пропускания тока через стержень (1).

Недостатком данного привода является то, что магнитострикционный стержень и цилиндрический сердечник являются токонесущими элементами, вследствие чего работать с этим приводом небезопасно. Кроме того, в данной конструкции имеет место скользящий контакт магнитострикционного стержня со стороны рабочего конца с цилиндрическим сердечником, а для создания циркулярной составляющей винтового магнитного поля в стержне через него необходимо пропускать ток большой величины, что приводит к нагреву контакта. Необходимость пропускания через стержень большого по величине тока создает трудности с созданием источника питания. К недостаткам известного привода следует также отнести низкое быстродействие, вызванное тем, что магнитострикционный стержень выполнен сплошным, и малый диапазон угловых перемещений.

Известен магнитострикционный привод угловых перемещений, содержащий магнитострикционную трубку с расположенными на ней цилиндрической и тороидальной обмотками, две втулки и замыкающий кожух (2) .

Недостатком известного устройства является относительно малый диапазон угловых перемещений.

Цель изобретения — увеличение диапазона угловых перемещений.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитострикционном приводе угловых перемещений, содержащем магнитострикционную трубку с расположенными на ней цилиндрической и тороидальной обмотками, две втулки и замыкающий коЖух, по крайней мере одна из втулок выполнена в виде предварительно нагруженной пружины кручения, причем знак деформации соответствует знаку коэффициента магнитострикции материала трубки, а втулки жестко соединены с трубкой и кожухом.

С целью увеличения КПД привода пружина изготовлена из феромагнитного материала.

На фиг. 1 схематически изображен магнитострикционный привод угловых перемещений, разрез; на фиг. 2 — втулка, выполненная в виде упругих спиралей; на фиг. 3— втулка, выполненная в виде двух колец, соединенных упругими пластинами; на фиг. 4— привод с втулкой, выполненной в виде упругих пластин, вид сбоку.

Привод содержит магнитострикционную трубку 1, на которой расположены цилиндрическая 2 и тороидальная 3 обмотки, а также замыкающий кожух 4 и втулки 5 и 6, образующие замкнутый магнитопровод. Одна или обе втулки выполнены в виде предварительно нагруженных пружин из ферромагнитного материала. Обе втулки жестко соединены с трубкой 1 и кожухом 4. Конструктивно втулка (предварительно нагруженная пружина кручения) может быть выполнена в виде упругих спиралей 7, концы которых жестко соединены с кольцами 8 и 9 (фиг. 2), либо в виде колец 10 и 11, соединенных в радиальном направлении упругими пластинами 12 (фиг. 3), либо вообще без колец в виде упругих пластин 13, жестко соединенных одним концом с трубкой 1, а другим — с кожухом 4 (фиг. 4).

Устройство работает следую;им образом.

При подключении цилиндрической 2 и тороидальной 3 обмоток к источникам питания в магнитострикционной трубке 1 создается винтовое магнитное поле. Если левый конец трубки 1 жестко прикреплен к основанию (на фиг. 1 показано условно), то под действием винтового магнитного поля трубка 1 удлинится (для материала с положительным коэффициентом магнитострикции, например пермендюра) или укоротится (для материала с отрицательным коэффициентом магнитострикции, например никеля) вдоль направления действия магнитного поля, что приведет к повороту правого конца трубки 1 на некоторый угол.

Предварительное сжатие материала с положительным коэффициентом магнитострикции и растяжение материала с отрицательным коэффициентом магнитострикции увеличивает линейную магнитострикцию, что и использовано в изобретении.

Для увеличения диапазона угловых перемещений привода одна или обе втулки выполнены в виде предварительно нагруженноой пружины кручения. Этим создается кру тящий момент, который сжимает или растягивает (в зависимости от знака коэффициента магнитострикции материала) трубку 1 вдоль направления действия магнитного поля. Величина напряжения в трубке должна

1078504

Фиг. 2

Составитель Б. Баев

Редактор Ю. Ковач Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 974/46 Тираж 683 11одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 быть 90 — 110 Н/мм . 3а счет этого удается увеличить диапазон угловых перемещений выходного конца привода примерно в 1,5 разе по сравнению с прототипом.

Выполнение втулок-пружин из ферромагнитного материала уменьшает магнитноое сопротивление магнитной цепи, чем увеличивается КПД устройства.