Исполнительный механизм

 

OIlNCАHИЕ 690592

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцкапксткческнк

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-sy— (22) Заявлено| 8.07.77 (21) 2508077/24-07

С присоединением заявки .%(23) Приоритет (51)М. Кл.

Н 02 К 24/00

Н. 01 L 41/10

1 всудврстввнньй квинтет

СССР вв делам наабрвтвннй н втнрктнй

Опубликовано 05.10.79. Бюллетень № 37 (53) УДК 621 313 . 334:654.94 (088.8) Дата опубликования описания 10.10,79 (72) Авторы изобретения

Г. Т. Левченко и А. A. През

Киевский ордена Ленина политехнический институт имени 50 петия Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель ( (54) ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХА НИЗМ

Изобретение относится к области уст,ройств автоматики и может быть использовано для дистанционной передачи данных в системах контроля и управлении.

Известны исполнительные механизмы следящих систем, содержащие сельсин5 трансформатор, цепи усиления сигнала рассогласования, электромеханический усилитель с двигателем, вращающим поворотный вал (1 .

Известные устройства содержат многообмоточные индуктивные системы, требую щие прецизионного выполнения и закрепления на магнитопроводе, существенно увели-

15 чивающнм иэ-за своей массы инерционность поворотного вала.

Известен также исполнительный меха- низм следящей системы, на основе электромагнитного сельсина-приемника, содержащий статор с обмоткой возбуждения, поворотный ротор с трехфазной обмоткой синхронизации и соосный с ним асинхронный ротор в виде полого медного цилин2 дра, соединенного механической передачей с поворотным ротором(21.

Массивный ротор такого механизма обладает значительным моментом инерпии, заставляющим принимать особые меры для егоуспокоения, например, короткозамкнутые демпферные обмотки. Увеличение же зазора в магнитопроводе между стато юм и ротором для размещения асинхронного ротора уменьшает магнитный поток, а следовательно, и удельный (на один градус поворота ротора) момент сельсина, ослабление которого компенсируют значительным увеличением передаточного числа механической передачи между асинхронным ротором и поворотным ротором, например, равным 500. Все вместе приводит к снижению КПД исполнительного механизма, удельной мощности и к увеличению его массы.

Целью изобретения являются увеличение удельной мощности, удельного момента и повышение КПД уменьшение момента инерции поворотного вала.

690592

20!

Ътя этого один ротор выполнен в виде сателлитного дифференциального механизма, к одному из центральных колес которого прижат пьезоэлемент статора„а поворотный ротор выполнен в виде биморфного пьезоэлемента, электрически соединенного с дифференпиальным усилителем, а механически, например, зубчатой передачей с водилом сателлита, причемсвободный конец биморфного пьезоэлемента при- .0 жат к другому центральному. колесу асинхронного ротора.

На чертеже представлен исполнительный механизм следящей системы с частичным разрезом центрального колеса 15 дифференциального механизма.

Исполнительный механизм следящей системы состоит иэ статора, в котором закреплен пьезоэлемент 1, подшипник 2 оси ротора и подшипник 3 поворотного ротора, связанного зубчатой передачей с осью первого ротора. Ha ocn ротора свободно посажены центральные колеса

4-5 и сателлиты 6, прижатые друг кдругу пружиной 7. Вал 8 поворотного ротора соединен посредством водила с биморфным пьезоэлементом 9, другой конец которого прижат к цилиндрической поверхности центрального колеса 5, как и пьезоэлемент 1- к колесу 4, пружиной 10.

Кроме того, вал 8 соединен зубчатой передачей 11 с водилом сателлитов 6, заклиненным на оси ротора. Электроды пьезоэлемента 1 подключены к источнику 12 питания. Внешние электроды пьезоэлемен- З5 та 9 соединены с одним иэ входов дифференциального усилителя 13, на другой вход которого подан сигнал синхронизации с пульта управления.

Исполнительный механизм следящей системы работает следующим образом.

От источника 12 питания поступает переменное промодулированное по амплитуде напряжение на пьезоэлемент 1, а через дифференциальный усилитель 13— на биморфный пьезоэлемент 9, возбуждает их и тем самым приводит во вращение с одинаковой и противоположной скоростью центральные колеса 4 и 5 ротора, пока сигнал синхронизации биморфного пьезоэлемента 9, поступающий на один из вхо дов дифференциального усилителя, равен сигналу синхронизации, поступающему на его другой вход с командного пульта, например, сельсина-датчика. В этом слу55 чае ось ротора находится в покое и угол наклона пьезоэлемента 9 по отношению к поверхности центрального колеса оста4 ется неизменным. При изменении амплитуды напряжения, поступающего с пульта управления, сигнал рассогласования увеличивает или уменьшает напряжение возбуждения пьезоэлемента, что вызывает вращение сателлитов, а с ними через зубчатую передачу - и поворотного ротора, изменяющего угол наклона пьезоэлемента до тех пор, пока в новом положении поворотного ротора не станут равными сигналы синхронизации на входах дифференциального усилителя.

Упомянутый сигнал синхронизации возникает на биморфном пьезоэлементе благодаря возбуждению его переменным напряжением, промодулированным по амплитуде с частотой, собственных иэгибных колебаний, Частота 1м зависит от длины „ толщины 1 пьезоэлемента и скорости продольных акустических колебаний Ся

Ф =Сьв ь

Частоту 1 модуляции выбирают значительно меньше, чем частота f> продольных колебаний пьезоэлементов 1 и 9 (например, 20т = fp ). .Частоту ф рассчитывают по формуле эъ Fp )

С целью облегчения возбуждения изгибных колебаний задаются деформации пьезоэлементов, определенного начального знака.

Напряжение синхрониза пни, генерируемое изгибными колебаниями пьезоэлемента 9 равно нулю, когда центральное колесо 5 не вращается, и растет пропорционально скорости его вращения и углу встречи пьезоэлемента 6 с поверхностью центрального колеса. Начальную скорость вращения, равную и противоположную по направлению скорости колеса 3, задают предварительной регулировкой устройства.

Пружины 10 задают величину фрикпионного сцепления свободных концов пьезоэлементов 1 и 9 с цилиндрической поверхностью центральных колес 4 и 5 и тем самым определяют величину максимально возможного вращающего колеса усилия 1; р-Ктр F, Где F — сила сжатия пружин, а Кт — коэффициент трения между пьезоэлементом и поверхностью колес.

Пьезоэлемент 1 статора и биморфный пьезоэлемент 9 изготовляют из пьезокерамического шликера, например;

ПКД-124, прокатанного в ленты, на главные поверхности которых наносят металлизирующую пасту. Последующий обжиг

690592

Составитель B. Комаров

Редактор Ю. Челюканов Техред М. Петко Корректор Г. Решетник

Заказ 5978/51 Тираж 857 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, .4 двух прокатанных вместе через вальщ и изогнутых по цилиндрической поверхности большого радиуса (например, равного утроенной длине) лент приводит к их спеканию и одновременному восстановлению пасты в металлическое покрытие, служащее внутренними и внешними электрода ми, с помощью которых полярибуют керамику (в поле 30 кВ) см при 110 С, а затем включают в цепи управления, Слои биморфного пьезоэлемента. 9 поляризуют навстречу друг к другу, Формула изоб ре те ния

Исполнительный механизм, содержащий статор и два ротора, один из которых выполнен поворотным и связан с другим ротором механически, о т л и ч а ю- шийся тем, что, с целью увеличения удельной мощности, удельного момента, повышения коэффициента полезного действия и уменьшения момента инерции, один ротор выполнен в виде сателлитного дифференциального механизма, содержя пего два центральных колеса, между которыми установлен сателлит, механизм снабжен дифференциальным усилителем и пьеэо5элем,ентом в виде пластины, один конец которой закреплен в статоре, а другой прижат к цилиндрической поверхности одного колеса, а поворотный ротор выполнен в виде изогнутой биморфной пьезоэлектрической пластины, электрически соединенной с дифференциальным усилителем, один конец которой соединен механически, наппример, зубчатой передачей с водилом сателлита, а другой конец прижат к цилиндрической поверхности другого колеса дифференциального механизма.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Свечарник jL В.,Пистанционные передачи, М.-Л., "Энергия", 1974, с. 364.

2. Свечарник Д. B. Г!истанпйонные передачи, М.-П., "Энергия, 1966, с. 372.