Шаговый двигатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (щ738О16 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

Р1 М К 2 (22) Заявлено 130577 (21) 2485969/24-07

Н 01 1 41/10

H 02 N 11/00 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет. Государственный комитет

СССР ио дел ам изобретен и и й открыти и (53) УДМ 537. 228. 1 (088. 8) Опубликовано 30.05.80. Бюллетень Nо 20

Дата опубликования описания 05.0630 (72) Авторы изобретения

В. A. Абрамов, A. Я, Байков, A.П, Габов, Г.И. Вайнер, В.С. Мамедов, А ° А. Шевченко и А.В ° Попов (71) Заявитель (54) ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к области приборостроения и автоматики и может быть использовано для перемещения магнитных носителей в виде ленты, S диска, барабана, а также для привода станков с программным управлением, графопостроителей, устройство новедения с лазерным лучом, в работотехнике и т.д, 1О

Известен шаг6вый двигатель, содержащий выполненные из пьезоактивного материала движущие и фиксирующие элементы и подвижный элемент с выходным валом (1).

В известном двигателе пары пьезоэлементов выполнены в виде секторов, которые приклеены к симметрично расположенным выступам фигурного подвижного элемента, насаженного на ось вращения (вал) и размещенного между двумя одинаковыми жестко соединенными между собой дисками.

Недостатками прототипа являются низкая надежность двигателя, обуслов-25 ленная наличием коллекторного узла и, в частности, скользящих контактов.

Кроме того, скользящие контакты являются источником тормозного момента .от силы трения. Другими существенными недостатками прототипа являютси большой приведенный момент инерции фигурного подвижного элемента с закрепленными на нем движущими и фиксирующими пьезокерамическими элементами, а также низкая надежность клеевого соединения последних. Низкая надежность клеевого соединения в подобной конструкции вызвана тем, что при прикладывании управляющего,напряжения места соединений движущих и фиксирующих пьезоэлементов испытывают деформацию сдвига.

Целью изобретения является повышение надежности путем исключения токоподводящих скользящих контактов.

Укаэанная цель достигается тем, что он снабжен установленным на корпусе основанием, охватывающим подВижный элемент по внешнему диаметру, к торцовым сторонам которого закреплены, н апример, посредством фланцев, фиксирующие элементы, к их противоположным сторонам укреплены стержни, к которым в тангенциальном направлении закреплены движущие элементы. прилегающие своими концевыми частями к поверхности подвижного элемен)а.

738016

Кроме того, шаговый двигатель предлагаемой конструкции отличается тем, что движущие элементы снабжены наконечниками из материала с повышенным коэффициентом трения и высокой износостойкости, а основание закреплено к корпусу посредством упругого элемента, например, мембраны.

На фиг. 1 изображен описываемый двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 — поперечный разрез по A-A на фиr, 1.

Предлагаемый шаговый двигатель содержит корпус 1 с двумя крышками 2 и 3, в которых размещены подшипниковые опоры 4 и 5 выходного вала б с диском 7 (подвижный элемент), Диск 7 охватывают снаружи и с торцов два одинаковых блока движущих 8 и фиксирующих 9 элементов с фланцаья 10 и

11, жестко соединенными с основанием 12. К каждому фланцу прикреплено четыре фиксирующих 9 и такое же количество движущих 8. элементов посредством промежуточных радиальных призматических стержней 13, размещенных через 45 в поперечном сечении. Соединение указанных элементов производится при помощи клея. При этом использование стержней 13 для присоединения движущих элементов 8 к фиксирующим элементам 9 в виде втулок или призм позволяет исключить деформацию их соединения (клеевого соединения) при воздействии электрического поля. Движущие элементы 8 снабжены накладками 14, выполненными из материала, обеспечивающего максимальный коэффициент трения и удельное давление взаимодействующих поверхностей. Возможные перекосы установки и торцовое биение подвижного элемента 7 компенсируются упругим соединением основания 12 с корпусом 1, выполненным в виде мембраны 15.

Предлагаемый шаговый двигатель работает по принципу передачи и суммирования малых дискретных перемещений движущих элементов на рабочем выходном органе (диске) с использованием фиксирующих элементов. Пикл работы двигателя происходит в следующей последовательности:

1, одновременное зажатие путем подачи, например, обратного напряжения на электроды четырех фиксирующих элементов 9, закрепленных на диаметрально противоположных участках торцовой. поверхности двух Флакцев 10 и 11 (для упрощения чертежа электроды на пьезоэлементах ие показаны). При этом происходит взаимодействие торцовых поверхностей подвижного элемента 7 с накладками

14, которые связаны сжатыми фиксирующими элементющ, 2 . Перемещение (поворот) подвижного элемента 7 с валом б на один шаГ, равный амплитуде колебания движущих элементов 8 при подаче на их электроды, например, прямого напряжения.

3. Одновременное эажатие четырех фиксирующих элементов 9 размещенных на плоскости, повернутой на 90 относительно возбужденных фиксирующих элементов первого цикла.

4. Одновременное разжатие четырех фиксирующих элементов первого ци кл а р а боты.

5, Перемещение (поворот) подвижного элемента-.7 на следующий шаг путем подачи прямого напряжения на движущие элементы 8, повернутые на

90 относительно движущих элементов второго цикла.

Повторение указанных циклов позволяет осуществить вращение подвижного элемента 7 с валом б в одну сторону, Реверс двигателя осуществляется изменением полярности подаваемых напряжений на движущие элементы 8 относительно управляющих напряжений фиксирующих элементов 9. Возможны также и другие способы управления двигат ел ем.

Опи санный шаго вый дви гател ь прост в изготовлении и технологичен в сборке.

Формула изобретния

1, Шаговый двигатель, содержащий выполненные из пьезоактивного материала движущие и фиксирующие элемен ты и подвижный элемент с выходным валом,отли чающий сятем, что, с целью повышения надежности путем исключения токоподводящих скользящих контактов, он снабжен установленным на корпусе основанием, охватывающим подвижный элемент по внешнему диаметру, к торцовым сторонам которого прикреплены, например, посредством фланцев фиксирующие элементы, к их противоположным сторонам прикреплены стержни, к которым в тангенциальном направлении прикреплены движущие элементы, прилегающие своими концевыми частями к поверхности подвижного элемента.

2. Двигатель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что движущие элементы снабжены накладками из материала с повышенным коэффициентом трения и высокой износостойкости.

3, Двигатель по пп, 1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что основание прикреплено к корпусу посредством упругого элемента, например мембр аны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 511647, кл, Н 01 Т 41/10, 1976.

738016

pue.!

Составитель 3. Горних

Редактор В. Левятов Техред 9 ° Вере я Корректор, M, IOBpo

Заказ 2671/31 Тираж 844 : Подписное

l1HHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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