Пьезоэлектрический шаговый привод малых угловых перемещений

 

Союз Советски н

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii 711649 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.03.77 (21) 2463141/18 25 (5! )М. Кл.

Н 01 1, 41/10

Н 02 и 11/00 с присоединением заявки М

Гееударственний квинтет

СССР ае калаи нзобретеннй н впрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 25.01.80. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 27.01.80 (53) УДК 537.228. .1 (088.8) (72) Автор изобретения

В. H. Шушунов (7l) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ШАГОВЫИ ПРИВОД

МАЛЫХ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕШЕНИЙ

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в приборостроении, препизионном станкостроении и т.д, Известен шаговый привод малых угловых перемещений, содержащий приводной электромеханический преобразователь (например, магнитострикционный), основание, подвижный узел и два зажима, обеспечивающие взаимодействие тормозного и выходного вала, содержащего кривошип, с приводным электромеханическим преобразователем (lj .

Однако для этого привода характерны ошибки перемещения, возникающие при срабатывании зажимов.. Это происходит потому, что жесткие валы при зажатии деформируются и перекашиваются. При растормаживании валов появляется ошибка в виде дополнительного перемещения, соизмеримого с рабочим перемещением от приводного электромеханического преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является пьезоэлектрический шаговый привод малых угловых перемещений, содержащий при5 водной электромеханический преобразс ватель, основание, подвижный узел и два зажима (21.

Однако этот привод имеет невысокую точность работы.

<о

Цель изобретения - повышение точности работы.

Это достигается тем, что указанный приводной преобразователь выполнен в виде стержня, связанного одним из торцов с основанием, а другим торном посредством шарнирного элемента — с одним из зажимов тангенпиально передающим перемещение от приводного преобразователя на подвижный узел, выполненный в виде расположенного на основании вала с установленным на нем соосно жестким кольпом, по наружной ок» ружности которого перпендикулярно оси вала закреплены гибкие в поперечном

711649 4

45

55 направлении диски, чередующиеся и взаи: модействующие с .гибкими пластинами зажимов и образующие совместно с ними пакет, сжимаемый упорами. Диски и пластины зажимов выполнены из стали.

На фиг. 1 представлена конструкция привода малых угловых перемещений, а на фиг. 2 — вид его по С-С.

Привод состоит из пьезоэлектрического стержневого приводного преобразователя 1, к торцам которого клеем закреплены изоляторы 2, связанные с одного торца посредством шарнира 3 с взаимофиксированными торцами набора гибких пластин 4 зажимов А и Б, с другого торца — с основанием 5.

Наличие шарнира 3 обеспечивает возможность преобразования поступательного перемещения от преобразователя 1 во вращательное движение подвижного. узла привода. В состав зажимов, кроме пластин 4, входит неподвижный роликовый упор 6, подвижный роликовый упор 7 и пьезоэлектрические элементы 8. Подвижный узел привода представляет собой установленный на основании 5 в опорах

9 вал 10 с }KecTKHM кольцом 11 и гибкими дисками 12.

Привод работает следующим образом.

В исходном состоянии на гибкие диски 1 подвижного узла наложены гибкие пластины 4 зажимов А и Б, а на приводном пьезоэлектрическом преобразователе 1 отсутствует управляющий импульс. Для,осушествления, например, подачи влево управляющий импульс напряжения поступает на приводной пьезоэлектрический преобразователь 1 и с опережением на пьезоэлектрические элементы 8 зажима Б. Пьезоэлектрические элементы 1 и 8 в соответствии с обратным пьезоэлектрическим эффектом укорачиваются, что приводит к перемещению зажима А в сторону основания 5 и повороту на малый угол влево установленного в опорах 9 вала 10 совместно с жестким кольцом 11, пакетом чередуюшихся и взаимодействующих гибких дисков 12, а также пластин 4, благодаря наличию неподвижного 6 и подвижного

7 роликовых упоров зажима A и подвижного в поперечном направлении шарнира 3

Затем происходит наложение зажима Б и отпускание зажима А. При снятии управляюшего импульса с приводного пьезоэлектрического преобразователя 1 он принимает прежние размеры и пере мешает набор пластин 4 в исходное состояние. С наложением зажима А заканчивается цикл работы привода и он готов к отработке следующего импульса. Для поворота подвижного узла вправо порядок работы зажимов А и

Б меняется на обратный. Выполнение зажимов многопластинчатыми позволяет резко увеличить плошадь KQHTBKTB с подвижным узлом, исключить возможность взаимного проскальзывания и повысить величину возможного усилия, передаваемого от приводного преобразователя на подвижный узел. Передача перемещения посредством сжимаемого пакета состоящего из стальных гибких непрерывных линейных дисков подвижного узла и аналогичных пластин зажимов, имеющих продольную жесткость в 300 + 500 раз больше высокую, чем их поперечная жесткость, позволяет исключить деформацию как подвижного увла так и приводного преобразователя при их взаимодействии посредством зажимов и устранить ошибку перемещения, которая могла быть вызвана их взаимодействием, Наличие в конструкции привода двух поочередно работающих зажимов и вала подвижного узла, установленного на основании в опорах качения, исключает возможность свободного перемещения подвижного узла относительно приводного преобразователя и повышает точность работы привода. Выполнение кольца подвижного узла жестким позволяет исключить влияние крутящего момента со стороны нагрузки. Ввиду малого относительного удлинения пьеэокерамики зажимы выполнены состоящими из набора собранных механически последовательно пьезоэлементов.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический шаговый привод малых угловых перемещений, содержаший приводной электромеханический преобразователь, основание, подвижный узел и цвазажИма, отличаюшийся тем, что, с целью повышения точности работы, указанный. приводной преобразователь выполнен в виде стержня, связанного одним из торцов с основанием, а другим торцом посредством шарнирного элемечта . -. с одним из зажимов, тангенциально передаюшим перемешение от приводного преобразователя на подвижный узел, выполненный в виде рас711649 положенного на основании вала с уста новпенным на нем соосно жестким кольцом, по наружной окружности которого перпендикулярно оси вала закреплены гибкие в поперечном направлении диски, чередующиеся и взаимодействующие с гибкими пластинами зажимов и образукяпие совместно с ним пакет, сжимаемый упорами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 205955, М., Кл Н 02 4 11/00, 5 1964 г.

2. Авторское свидетельство СССР № 399036, М. Кл. Н 02 N 11/00, 1971 г. — прототип.

Составитель В Вавер

Редактор А. Виноградов Техред Л. Алферова Корректор О. Ковинская

Заказ 9023/40 Тираж . 844 Подписное

IIHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4