Реверсивный вибродвигатель

 

Использование: в качестве двигателя малой мощности. Сущность изобретения: вибродвигатель содержит корпус, в котором размещены ротор в подшипниковых опорах и вибратор, представляющий собой два пьезоэлемента, установленных под углом друг к другу. Концы пьезоэлементов соединены башмаком. Крепление вибратора к корпусу осуществляется через пружину, соединенную с башмаком. Ротор расположен внутри угла, образованного пьезоэлементами. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим двигателям, и может быть использовано при разработке двигателей малой мощности.

Известен вибродвигатель, содержащий пьезокерамический вибратор, выполненный в виде двух установленных под углом один к другому пьезоэлементов, концы которых, образующие вершину угла, жестко скреплены башмаком, прижатым к ротору [1] Пьезокерамический вибратор упруго закреплен в корпусе, что затрудняет настройку вибродвигателя, а в систему питания входит фазовращатель, что усложняет блок управления.

Известен также вибродвигатель [2] содержащий корпус, ротор и вибратор. Вибратор содержит толстую пластину с двумя выемками под углом 90^о, в каждой из которых установлено по пьезоэлементу, концы которых скреплены башмаком, а высокочастотный блок питания подключен к одному из пьезоэлементов.

Положение вибратора относительно ротора регулируется тремя винтами, что усложняет настройку вибродвигателя. Пьезоэлементы, установленные в пластине, охвачены зажимами как в узловых точках, так и в свободных концах, что снижает КПД двигателя. Кроме того, использование в конструкции вибратора пластины с выемками приводит к увеличению габаритных размеров вибродвигателя.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, состоит в повышении КПД вибродвигателя и уменьшении его габаритных размеров.

Указанный технический результат достигается тем, что в вибродвигателе, содержащем корпус, размещенный в нем ротор в подшипниковых опорах и вибратор, выполненный в виде двух установленных под углом один к другому пьезоэлементов, концы которых жестко соединены башмаком, и высокочастотный блок питания, для крепления вибратора к корпусу используется пружина, соединенная с башмаком. За счет разницы волновых сопротивлений башмака, пружины и корпуса уменьшается рассеяние акустической энергии колебаний вибратора, что ведет к увеличению КПД. Расположение ротора внутри угла, образованного пьезоэлементами, приводит к уменьшению габаритных размеров вибродвигателя. Исключение из конструкции массивной пластины снижает массу двигателя, а пружинный подвес вибратора исключает заклинивание и повышенный износ ротора.

На фиг.1 и 2 схематически показан вибродвигатель.

Вибродвигатель содержит размещенный в корпусе 1 ротор 2 в подшипниковых опорах (не показаны). Вибратор состоит из двух пьезоэлементов 3,4 с одинаковыми резонансными частотами, установленных под углом друг к другу, например, 90^о, концы которых жестко скреплены башмаком 5. Башмак соединен с пружиной 6, закрепленной в корпусе. Высокочастотный блок 7 питания подключен к одному из пьезоэлементов 3 или 4 через переключатель 8.

Работает вибродвигатель следующим образом.

При подключении блока 7 питания к одному из пьезоэлементов, например, 3, он, удлиняясь, перемещает башмак, поджатый к ротору пружиной 6. Башмак, перемещаемый пьезоэлементом 3, деформирует пружину. При сокращении пьезоэлемента пружина возвращается в исходное положение, а башмак ударяет по ротору, заставляя его вращаться против часовой стрелки. При переключении питающего напряжения на пьезоэлемент 4 с помощью переключателя 8 производится реверсирование. При этом происходит аналогичный процесс, и ротор вращается в обратном направлении.

Предлагаемая конструкция вибродвигателя исключает необходимость его настройки, так как крепление башмака, соединяющего пьезоэлементы, непосредственно на пружине позволяет занять ему оптимальное рабочее положение. Отсутствие необходимости настройки делает вибродвигатель технологичным, что позволяет использовать изобретение в массовом производстве. Благодаря большой разнице волновых сопротивлений башмака и пружины улучшается акустическая изоляция вибратора от корпуса вибродвигателя, т.е. уменьшается рассеяние акустической энергии продольных колебаний пьезоэлемента, что приводит к увеличению КПД.

Формула изобретения

РЕВЕРСИВНЫЙ ВИБРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус, расположенные в нем ротор в подшипниковых опорах и вибратор, выполненный из двух установленных под углом один к другому пьезоэлементов, концы которых жестко соединены башмаком, поджатым к ротору посредством пружины, закрепленной в корпусе, и высокочастотный блок питания, отличающийся тем, что вибратор башмаком закреплен на пружине, а ротор расположен внутри угла, образованного пьезоэлементами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2