Привод

 

Изобретение относится к устройствам для получения механической энергии за счет тепловых деформаций твердых термочувствительных элементов и может быть использовано для реализации программируемого управляемого перемещения выходного звена при автоматизации различных производственных процессов, например, в телемеханике и телеметрии. Изобретение позволяет обеспечить управляемое перемещение выходного звена - каретки (К) 5 со сферическим контактным элементом 4 по всей поверхности полимерной пленки (П) 2 вдоль двух координатных осей за сче г теплового расширения П 2 под действием излучения рабочего источника 1, которое передается гибкому рабочему световоду 9, закрепленному на К 5, и отражается от поверхности 17 пластины 16, имеющей упорядоченные неровности, профиль которых соответствует программе перемещения К 5. Расширение и прогиб П 2 вызывают перемещение прижатого к ней элемента 4 с К 5 в область теплового пятна 18 на П 2, а перемещение К 5 со световодом 9 обусловливает перемещение теплового пятна 18 на поверхности П 2 и непрерывное движение К 5. 10 з.п. ф-лы, 7 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,, SU „„1686222 А1 (51)5 F 03 G 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ " "" 1. (21) 4611313/06 (22) 01.12.88 (46} 23.10.91. Бюл. М 39 (71) Херсонский индустриальный институт (72) Н.В.Пилипенко, А,В.Чумакова, В;И.глухова, А.И.Финкельман, А.B.Àcòàôüåà, Е.M.Ýílåëü, А.M.Êîðàñòîøåâñêèé, В.И.Меньшикова и В.Д.Кийко (53) 621.486 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 478123, кл. F 03 G7/06,,1973.

Авторское свидетельство СССР

М 1443526, кл. F 03 G 7/06, 1987. (54)ПРИВОД (57} Изобретение относится к устройствам для получения механической энергии за счет тепловых деформаций твердых термочувствительных элементов и может быть использовано для реализации программи.руемого управляемого перемещения выходного звена при автоматизации различных

Изобретение относится к устройствам для получения механической энергии за счет обратимых тепловых деформаций эластичной полимерной пленки и может быть использовано для реализации программируемого управляемого перемещения выходного звена — каретки-при автоматизации различных производственных процессов, например, в телемеханике и телеметрии.

Целью изобретенйя является расширение функциональных воэможностей путем обеспечения управляемого перемещения каретки по всей поверхности пленки вдоль двух координатных осей, обеспечение регистрации положения каретки, повышение точности управляемого перемещения каретпроизводственных процессов, например, в телемеханике и телеметрии. Изобретение позволяет обеспечить управляемое перемещение выходного звена — каретки (К) 5 со сферическим контактным элементом 4 по всей поверхности полимерной пленки (П) 2 вдоль двух координатных осей 3а счег теплового расширения П 2 под действием излучения рабочего источника 1, которое передается гибкому рабочему световоду 9, закрепленному на К 5, и отражается от поверхности 17 пластины 1F, имеющей упорядоченные неровности, профиль которых соответствует программе перемещения К 5.

Расширение и прогиб П 2 вызывают перемещение прижатого к ней элемента 4 с К 5 в область теплового пятна 18 на П 2, а перемещение К 5 со световодом 9 обусловливает перемещение теплового пятна 18 на поверхности П 2 и непрерывное движение К 5. 10 з.п. ф-лы, 7 ил, ки и обеспечение дистанционного управления перемещением каретки магнитным полем.

На фиг.1 изображена конструктивная схема предлагаемого привода; на фиг.2— вид в плане на каретку со сферическим контактным элементом; на фиг.3 — схема предлагаемого привода с контрольным световодом и экраном для регистрации положения каретки; на фиг.4 — схема установки отражателя контрольного излучения в предлагаемом приводе; на фиг,5 — схема последовательной установки двух отражателей контрольного излучения в предлагаемом приводе; на фиг.6 — пример выполнения выходного конца контрольного световода

1686222

20

30

55 разветвленным и оптически связанным с двумя экранами; на фиг,7 — пример выполнения сферического контактного элемента прозрачным для пропускания через него рабочего излучения.

Привод содержит нагреватель в виде рабочего источника 1 инфракрасного излучения, упругий тепловой рабочий элемент в виде эластичной полимерной пленки 2, закрепленной концами на держателе 3, и расположенный на поверхности пленки 2 сферический контактный элемент 4 с поверхностью качения и кареткой 5. Каретка 5 имеет средство ее угловой ориентации в виде закрепленных на ней противовесов 6.

Одна из поверхностей пленки 2 покрыта термочувствительным слоем 7, а ее поверхность, обращенная к каретке 5, покрыта смазывающим веществом 8, На каретке 5 закреплен гибкий рабочий световод 9, с входным концом которого оптически связан источник 1 излучения, а выходной конец световода 9, обернутый вокруг скобы 10, огибающей через край пленку 2, оптически связан с термочувствительным слоем 7.

Контактный элемент 4 размещен с возможностью свободного вращения внутри каретки 5 в любом направлении, Каретка 5 выполнена в виде ограждающей элемент 4 коробки, а пленка 2 равномерно закреплена на держателе 3 посредством кронштейнов

11 по ее периметру, Привод, изображенный на фиг.3, снабжен дополнительным источником 12 излучения, контрольным световодом 13 и экраном

14, Входной конец световода 13 оптически связан с дополнительным источником 12 излучения, а выходной конец световода 13 закреплен на каретке 5 и оптич ски связан с экраном 14, Привод может быть снабжен одним (см, фиг.4) или двумя (см. фиг.5) отражателями 15 контрольного излучения, посредством которых выходной конец контрольного световода l3 оптически связан с экраном 14. Для более точной регистрации положения каретки 5 выходной конец световода 13 может быть выполнен разветвленным (см. фиг,б) и оптически связан с несколькими экранами 14.

Привод, изображенный на фиг,1, снабжен пластиной 16, установленной по ходу рабочего излучения между выходным концом световода 9 и пленкой 2. Пластина 16 имеет отражающую поверхность 17, профиль которой соответствует программе перемещения каретки 5. Пластина 16 может быть соединена с, держателем 3 посредством карданной подвески или шарнира (на фиг. не показаны) с возможностью их согласованного перемещения, Для повышения точности регистрации положения каретки 5 и обеспечения дистанционного управления ее перемещением магнитным полем привод может быть снабжен также корректорами углового положения контрольного и/или рабочего световодов 13 и 9, выполненными в виде закрепленных на их выходных концах магнитов (на фиг. не показаны).

В примере выполнения предлагаемого привода, представленном на фиг.7, сферический контактный элемент 4 выполнен прозрачным, например из стекла, и через его тело термочувствительный слой 7 пленки 2 оптически связан с рабочим источником 1 излучения, Привод может быть снабжен также по меньшей мере одним отражателем(на фиг. не показан) излучения рабочего источника 1, механически связанным с кареткой

5 с воэможностью их согласованного перемещения, а оптически — с прозрачным сферическим контактным элементом 4.

Привод работает следующим образом.

Поток излучения от рабочего источника

1 через световод 9 непосредственно или через отражающую поверхность 17 пластины 16 попадает на термочувствительный слой 7 полимерной пленки 2 и нагревает ее, Тепловое пятно 18 на термочувствительном слое 7, образованное потоком рабочего излучения, смещено немного в сторону от места прогиба полимерной пленки 2 под весом контактного элемента 4 по направлению движения каретки 5. Термочувствительный слой 7, нагреваясь от потока рабочего излучения, нагревает в месте теплового пятна 18 полимерную пленку 2, которая, размягчаясь и прогибаясь, увлекает за собой сферический контактный элемент 4 с кареткой 5 и со световодом 9. ko в это же время смещается и тепловое пятно 18 на термочувствительном слое 7 полимерной пленки 2. Последняя восстанавливает свою первоначальную форму в результате охлаждения после кратковременного и незначительного нагрева, и каретка 5 с элементом 4 совершает равномерное перемещение, при этом размеры полимерной пленки 2 сохраняются постоян= ными. Скорость и направление перемещения каретки 5 зависят от положения выходного конца световода 9, т,е. от угла его поворота относительно вертикальной оси или от кривизны неровностей отражательной поверхности 17 пластины 16. Регистрация положения каретки 5 осуществляется по положению светового пятна излучения, выходящего из контрольного световода 13, на одном или нескольких экранах 14. Дополнительная коррекция программируемого перемещения каретки 5 может осуществляться поворотом пластины 16 с отража1686222 тельной поверхностью 17, поворотом выходного конца гибкого рабочего световода

9 вместе с закрепленным на нем магнитом при помощи магнитного поля или поворотом отражателя рабочего излучения — в за висимости от зарегистрированного перемещения каретки 5, Коррекция регистрируемого углового положения каретки 5 может осуществляться при этом поворотом выходного конца контрольного световода

13 вместе с закрепленным на нем магнитом при помощи магнитного поля, например естественного магнитного поля Земли.

При использовании прозрачного сферического контактного элемента 4 (см. фиг.7) поток рабочего излучения, падающий на поверхность элемента 4, фокусируется в тепловое пятно 18 на поверхности пленки 2, что обеспечивает увеличение интенсивности ее нагрева и быстродействия предлагаемого привода.

Формула изобретения

1. Привод, содержащий нагреватель в виде рабочего источника инфракрасного излучения, упругий тепловой рабочий элемент в виде эластичной полимерной пленки, закрепленной концами на держателе, и расположенный на поверхности пленки контактный элемент с поверхностью качения и кареткой, имеющей средство ее угловой ориентации, причем одна иэ поверхностей пленки покрыта термочувствительным слоем, а ее поверхность, обращенная к каретке — смазывающим веществом, на каретке закреплен гибкий рабочий световод, с входным концом которого оптически связан. рабочий источник излучения, а выходной конец световода оптически связан с термочувствительным слоем, о.т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения управляемого перемещения каретки по всей поверхности пленки вдоль двух координатных осей, контактный элемент выполнен сферическим и размещен с воэможностью свободного вращения внутри каретки, выполненной в виде ограждающей коробки, а пленка равномерно закреплена на держателе по ее периметру.

2. Приводпоп1,отличающийся тем, что, с целью обеспечения регистрации положения каретки, он снабжен дополнительным источником излучения, контрольмым световодом и по меньшей мере одним экраном, причем входной конец контрольного световода оптически связан с дополнительным источником, а выходной конец закреплен на каретке и оптически связа с экраном.

3. Приводпоп2, отл ичаю щийся тем, что он дополнительно снабжен по

5 меньшей мере одним отражателем контрольного излучения, посредством которого выходной конец контрольного световода оптически связан с экраном, 4. Привод по пп,2 и 3. о т л и ч а ю щ и й10 с я тем, что выходной конец контрольного световода выполнен разветвленным.

5. Привод по пп,1— -4,,отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения точности управляемого перемещения каретки, он

15 снабжен пластиной, установленной по ходу излучения между выходным концом рабочего световода и пленкой, пластина имеет отражающую поверхность, профиль которой соответствует программе перемещения ка20 ретки, причем пластина соединена с держателем посредством дополнительно установленной карданной подвески или шарнира и связана-с кареткой с возможностью их согласованного перемещения.

25: 6. Привод попп,1-5,отличающийся тем, что он дополнительно снабжен корректором углового положения контрольного световода, выполненным в виде закрепленного на его выходном конце первого магни30 та.

7. Привод по пп 1 — 5, отл и ч а ю щий, с я тем, что. с целью обеспечения дистанционного управления перемещением каретки магнитным полем, он дополнительно снаб35 жен корректором углового положения рабочего световода, выполненным в виде закрепленного на выходном конце последнего второго магнита.

8. Привод по п.1, отличающийся

40 тем, что средство угловой ориентации каретки выполнено в виде закрепленных на ней и ротивовесов.

9. Приводпоп1,отличающийся тем, что сфери;еский контактный элемент

45 выполнен прозрачным, например из стекла, и термочувствительный слой пленки оптиче- ски связан с рабочим источником излучения через его тело, 10. Привод по п.9, отличающийся

50 тем, что он дополнительно снабжен по меньшей мере одним отражателем излучения рабочего источника и сферический контактный элемент оптически связан с последним посредством этого отражателя.

55 11. Привод по п.10, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что по меньшей мере один отражатель излучения рабочего источника связан с кареткой с возможностью их согласованного перемещения.

1686222

1686222

1686222

1686222

Составитель Л.Тугарев

Редактор Т.Иванова Техред М,Моргентал Корректор ММаксимишинец

Заказ 3587 Тираж Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101