Устройство для сборки пьезопреобразователей

Авторы патента:

H01L41/277 - Пьезоэлектрические приборы вообще; электрострикционные приборы вообще; магнитострикционные приборы вообще; способы или устройства специально предназначенные для изготовления или обработки таких приборов и их частей; конструктивные элементы таких приборов (приборы, содержащие несколько компонентов на твердом теле, сформированных на общей подложке или внутри нее, H01L 27/00)

Владельцы патента RU 2786523:

Романов Александр Егорович (RU)
Кошкур Михаил Олегович (RU)
Кошкур Никита Олегович (RU)

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано для сборки пьезопреобразователей различных конструкций, в частности для сжатия между собой пьезокерамических элементов с проложенными между ними электродами (пьезопакета). Устройство для сборки пьезопреобразователей состоит из корпуса с закрепленными на нем тисками с оснасткой и вертикальной опорной шпилькой, на котором установлена каретка с мотором-редуктором, при этом устройство содержит блок управления и контроля, выполняющий функцию автоматического отключения мотора-редуктора, на валу которого установлен динамометрический адаптер для визуального контроля силы сжатия пьезопреобразователя, при этом к динамометрическому адаптеру присоединен шестигранный ключ, под кареткой установлена стопорная муфта, выполненная с возможностью перемещения вдоль опорной шпильки и ограничения перемещения каретки, а блок управления содержит контакты для подключения цифрового вольтметра, контакты для подключения электродов пьезопреобразователя и переключатель режимов: «Измерение - установка напряжения». Техническим результатом является создание эффективной и удобной в эксплуатации конструкции устройства, используемого для сжатия пьезопакета. 3 ил.

Известен способ сборки пьезоактюаторов прямого действия [1], заключающийся в последовательной установке в специализированную технологическую оснастку пьезокерамических элементов и электродов и последующей их стяжке ручным воздействием при помощи штока и силового наконечника.

Недостатками данного способа являются:

- длительное время производства работ, обусловленное необходимостью применения ручного инструмента;

- возможность разрушения элементов пьезоактюатора при чрезмерном силовом воздействии (перетяжке);

- отсутствие контроля величины крутящего момента затяжки.

Наиболее близким по конструкции к заявленному изобретению является сверлильный станок [2], содержащий станину с закреплённой на ней вертикальной стойкой, на которой установлен узел шпиндельной головки с электродвигателем, для ограничения перемещения которых на стойке установлено зажимное кольцо с втулкой.

Недостатками известного устройства являются:

- ограниченные функциональные возможности, обусловленные конструкцией, предусматривающей организацию сверления, шлифования и фрезерования.

Задачей изобретения является оптимизация процесса сборки преобразователей различных конструкций.

Технический результат - создание эффективной в работе и удобной в эксплуатации конструкции устройства, используемого для сжатия пьезопакета.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается устройством, состоящим из корпуса с закреплёнными на нём тисках с оснасткой и вертикальным опорным валом, на котором установлена каретка с мотором-редуктором, согласно изобретения, содержащим блок управления и контроля, выполняющий функцию автоматического отключения мотора редуктора, на валу которого установлен динамометрический адаптер для визуального контроля силы сжатия пьезопакета.

Заявленное устройство для сборки пьезопреобразователей поясняется с помощью:

фиг. 1 - общий вид устройства;

фиг. 2 - схема электрическая принципиальная устройства;

фиг. 3 - фотография устройства.

Устройство состоит из корпуса 1, на котором закреплены тиски 2 с оснасткой 3 и вертикальный опорный вал 4. На опорном валу 4 установлена с возможностью перемещения по нему каретка 5 с закреплённым на ней мотором-редуктором 6 с валом редуктора 7. Под кареткой 5 на валу 4 установлена стопорная муфта 8 для ограничения перемещения каретки 5. На валу редуктора 7 установлен динамометрический адаптер 9 (например, WRG4-340), к которому прикреплён шестигранный ключ 10 для воздействия на стяжной болт 11 пьезопреобразователя 12. Управление мотором-редуктором 6, в том числе выбор направления его вращения, осуществляется при помощи электрически соединённого с ним блока управления и контроля 13.

На передней панели электронного блока управления и контроля 13 выведены контакты 14 для подключения цифрового вольтметра (на фиг. не показан), контакты 15 для подключения электродов пьезопреобразователя 12 и переключатель режимов «Измерение - установка напряжения» 16. Переключатель 16 производит выбор канала измерения вольтметра, при нижнем его положении измеряется фактическое напряжение пьезопреобразователя с клеммника 15, при верхнем положении измеряется напряжение уставки, задаваемое при помощи подстроечного резистора 17, который также выведен на переднюю панель блока управления и контроля 13. Когда напряжение на клеммнике 15 превышает напряжение уставки, заданной при помощи подстроечного резистора 17, включается реле 18, размыкающее контакты 19 и 20 мотора-редуктора 6 и останавливающее сжатие пьезопреобразователя 12. Также на переднюю панель блока управления и контроля 13 выведены кнопки «ПУСК» и «СТОП» для ручного запуска и (или) остановки процесса вращения мотора-редуктора 6. Для устранения «дребезга» при первоначальном включении реле 18 включается также реле 21, жёстко блокирующее повторное включение реле 18. Для его разблокировки установлен переключатель 22.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Предварительно собранный пьезопреобразователь 12 устанавливают в оснастку 3 в тиски 2 так, чтобы стяжной болт 11 был соосен валу редуктора 7. Путем прокрутки стопорной муфты 8 опускают мотор-редуктор 6 так, чтобы шестигранный ключ 10 вошел в головку стяжного болта 11 до упора, после чего фиксируют стопорную муфту 8 и проверяют фиксацию тисков 2 к корпусу 1 и крепление оснастки 3 с пьезопреобразователем 12 в тисках 2.

Подключают цифровой вольтметр с высоким внутренним сопротивлением (предел измерений 1000 В) к контактам 14, после чего подключают пьезопреобразователь к контактам 15, соблюдая при этом полярность. Далее устанавливают переключатель 16 в верхнее положение, включают вольтметр и выставляют на нем предел измерений 1000 Вольт. Подают питающее напряжение на устройство для сборки пьезопреобразователей, проверяют по вольтметру регулировку напряжения, поступающего от блока контроля и управления 13 путем вращения ручки подстроечного резистора 17 и задают напряжение уставки отключения мотора-редуктора 6, после чего переключатель 16 устанавливают в нижнее положение. Нажимают кнопку «Пуск», во время вращения мотора-редуктора 6 контролируют величину напряжения по вольтметру и величину силы сжатия по динамометрическому адаптеру 9. При достижении напряжения уставки, установленной в режиме установки напряжения, питание на мотор- редуктор 6 прерывается и привод устройства сборки пьезопреобразователей останавливается.

Отключают подачу питающего напряжения с устройства для сборки пьезопреобразователей. Рукояткой стопорной муфты 8 поднимают мотор-редуктор 6 на необходимую высоту. Разжимают тиски 2 и вынимают пьезопреобразователь 12.

Существенными отличительными признаками заявленного для устройства являются:

- устройство позволяет производить сборку пьезопреобразователей различных конструкций;

- устройство позволяет производить сжатие пьезопакета до определённой величины заданной уставки напряжения;

- устройство позволяет визуально осуществлять контроль величины крутящего момента затяжки при сжатии пьезопакета;

- использование устройства позволяет отказаться от использования ручного инструмента в процессе сжатия пьезопакета пьезопреобразователей.

Заявленные существенные отличительные признаки являются нам неизвестными из патентной и научно-технической информации и в соответствии с этим являются «Новыми».

На заявленное устройство выполнены рабочие чертежи, прочностные расчеты и изготовлен опытный образец, который успешно прошел испытания при сборке пьезопреобразователей на базе ООО «ЗВЭК “Прогресс”». В связи с этим заявленное нами устройство соответствует критерию «Промышленная применимость».

Список источников:

1. Патент RU 2680310 С1 (МПК H01L 41/277, дата публикации 20.02.2019).

2. Патент RU 59462 U1 (МПК B23B 39/00, дата публикации 27.12.2006).

Устройство для сборки пьезопреобразователей, состоящее из корпуса с закрепленными на нем тисками с оснасткой и вертикальной опорной шпилькой, на котором установлена каретка с мотором-редуктором, отличающееся тем, что содержит блок управления и контроля, выполняющий функцию автоматического отключения мотора-редуктора, на валу которого установлен динамометрический адаптер для визуального контроля силы сжатия пьезопреобразователя, при этом к динамометрическому адаптеру присоединен шестигранный ключ, под кареткой установлена стопорная муфта, выполненная с возможностью перемещения вдоль опорной шпильки и ограничения перемещения каретки, а блок управления содержит контакты для подключения цифрового вольтметра, контакты для подключения электродов пьезопреобразователя и переключатель режимов «Измерение - установка напряжения».

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть рекомендовано для селективного определения ципрофлоксацина в пищевых продуктах и биологических жидкостях с помощью пьезоэлектрического иммуносенсора. Определение антибиотика проводится в конкурентном формате иммуноанализа с помощью пьезоэлектрического сенсора, рецепторное покрытие которого сформировано за счет применения магнитного углеродного нанокомпозита.

Привод на основе электроактивного материала и способ возбуждения // 2766272

Изобретение относится к исполнительным устройствам на основе электроактивных полимеров. Технический результат заключается в уменьшении и/или устранении колебаний, генерируемых EAP во время фазы деактивации.

Высокочастотный пьезоэлектрический керамический материал на основе титаната-цирконата свинца // 2764404

Изобретение используется для создания пьезоэлектрических преобразователей, работающих в высокочастотном диапазоне в интервале рабочих частот (4,0÷7,0) МГц. Заявляемый состав материала отвечает химической формуле: (1-х)Pb(Ti0,5Zr0,5)O3 – хCd0,5NbO3 (0,035≤х≤0,065) и содержит следующие компоненты, мас.%: PbO 64,19-66,28, ZrO2 17,72-18,30, TiO2 11,49-11,87, CdO 0,69-1,28, Nb2O5 2,86-5,32.

Исполнительное устройство, включающее в себя исполнительное устройство на основе электроактивного полимера, и способ возбуждения // 2764083

Изобретение относится к исполнительным устройствам на основе электроактивных полимеров. Технический результат заключается в обеспечении возможности компенсации смещения отклонения в реальном времени.

Способ изготовления композита титанат бария - феррит бария в алюминийсодержащих тиглях // 2761797

Способ изготовления композита титанат бария - феррит бария относится к производству сегнетомагнитных материалов или мультиферроиков. Для осуществления заявляемого способа производится раздельный размол титаната бария и феррита бария до дисперсности 10 мкм.

Способ изготовления контактов к тонким трёхмерным чешуйкам слоистых кристаллов // 2758577

Изобретение может быть использовано в электронике для изготовления электронных компонентов. Способ изготовления контактов к тонким трехмерным чешуйкам слоистых кристаллов включает прижим контакта к кристаллу, для этого используют матрицу с предварительно сформированными на поверхности оксидированного кремния металлическими контактными дорожками - контактами, на которой размещают чешуйку слоистого кристалла толщиной от 100 нм до 1 мкм, так чтобы обеспечить ее перекрытие с контактными дорожками, а прижим контакта к кристаллу осуществляют путем однократного прижима второй полированной пластиной оксидированного кремния чешуйки кристалла.

Способ поляризации плёнки из полимерного материала и устройство для его осуществления // 2755643

Настоящее изобретение относится к способу поляризации пленок из полимерного материала и к устройству для осуществления этого способа. В способе поляризации пленки из полимерного материала согласно изобретению перемещают пленку 1, контактирующую с поверхностью заземленного электрода 2, с заданной скоростью относительно источника 4 коронного разряда, размещенного на заданном расстоянии по меньшей мере над всей поверхностью по ширине перемещаемой пленки, и подвергают воздействию лазерного излучения 7 зону пленки 1 в процессе ее перемещения непосредственно перед источником 4 коронного разряда для кратковременного повышения подвижности молекулярных групп в макроцепочках полимерного материала.

Исполнительное устройство и способ для него // 2754722

Группа изобретений относится к исполнительному устройству, содержащему электроактивный материал. Электроактивное исполнительное устройство содержит исполнительный элемент, содержащий электроактивный материал, выполненный с возможностью деформироваться в ответ на приложение электрического стимула, частицы магнитно-мягкого материала, диспергированные в электроактивном материале, средство генерирования магнитного поля, выполненное с возможностью генерировать магнитное поле с регулируемой диаграммой направленности по напряжённости поля для приложения к исполнительному элементу, средство генерирования электрического стимула, контроллер, выполненный с возможностью управлять средством генерирования магнитного поля и средством генерирования электрического стимула в согласованном режиме для реализации посредством этого одного или более шаблонов деформации в исполнительном элементе.

Устройство молокоотсоса // 2754631

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство молокоотсоса для сцеживания грудного молока содержит блок (110) резервуара для приема сцеженного грудного молока и блок (120) насоса, содержащий корпус (130) насоса и насосное устройство (140) для приложения отрицательного давления к откачиваемому объему, задаваемому корпусом (130) насоса.

Исполнительное и считывающее устройство на основе электроактивного полимера // 2753750

Изобретение относится к области актуаторов и датчиков. Техническим результатом является повышение точности управления.