Линейный двигатель

 

О П И С А Н И Е (1)819863

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистииескик

Республик

+ ,Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.05.79 (21) 2762572/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (51) М.К .

Н 01 L41/08

Н 02 N 11/00

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13 (53) УДК 537.228..1 (088.8) Дата опубликования описания 07.04.81 (71) Заявитель (54) ЛИНЕИНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к линейным двигателям, и может найти применение в позиционирующих устройствах в качестве исполнительного элемента автоматических систем, в технологическом сборочном оборудовании, в координатных столах, оптико-механических инструментах и т. и.

Известен вибрационный привод, содержащий подвижный элемент (ползун), пьезоэлементы, упругую втулку и компенсатор.

Причем упругая втулка установлена между подвижным элементом, охватывающим его с натягом, и пьезоэлементом, а компенсатор соединен с подвижным элементом (1).

Недостатком этого привода является малое развиваемое усилие и небольшая скорость перемещения подвижного элемента.

Упомянутые недостатки свойственны волновым вибрационным приводам, в которых используются изгибные колебания упругой втулки. Максимальное развиваемое усилие в таких приводах зависит от величины нормального давления.

Известен линейный двигатель, содержащий основание, пьезоэлектрические вибра2 торы, укрепленные на основании, и подвижный элемент (2) .

Недостатком этого двигателя является ограниченный диапазон перемещения подвижного элемента, с которым связан один из пьезокерамических преобразователей (диапазон перемещения подвижного элемента такого типа двигателя равен О = 0,2 т., где à — длина преобразователя). Мощность такого двигателя низкая за счет малых нормальных составляющих. то Целью изобретения является увеличение диапазона перемещений подвижного элемента и повышение мощности.

Указанная цель достигается тем, что в линейном двигателе, содержащем основание, пьезоэлектрические вибраторы, укрепленные

1о на основании, и подвижный элемент, к подвижному элементу, выполненному в виде планки, с противоположных сторон по концам прикреплены с натягом две гибкие ленты, в полупетлях которых расположены взаимодействующие с вибраторами ролики, причем оси роликов закреплены на основании, а гибкие ленты выполнены в виде вилки с постоянной площадью поперечного сечения в любом ее месте.

819863

5 0

l5

Формула изобретения

Зо

Введение двух гибких лент, в полупетлях которых расположены ролики, дает возможность повысить кинематическую точность и расширить диапазон перемещения подвижного элемента. Кинематическая точность достигается за счет введения роликов и огибания их лентой данной конфигурации. Гибкая лента, охватывающая с натягом три ролика, меньший из которых находится посередине, практически не проскальзывает.

Большие углы огибания (270 и 180 ) и натяжение гибкой ленты обеспечивает высокую кинематическую точность устройства, увеличивает тяговое усилие, за счет чего повышается мощность двигателя. Диапазон перемещения увеличивается за счет конструкции гибкой ленты.

На .фиг. 1 изображен линейный двигатель, общий вид; на фиг. 2 — форма гибкой ленты; на фиг. 3 — положение гибкой ленты при обхвате роликов.

Линейный двигатель содержит подвижный элемент 1, пьезоэлектрические вибраторы 2 и 3, гибкие ленты 4, ролики 5 — 7, роторы 8 и 9. Двигатель имеет основание 10 и переключатель 11. Гибкие ленты 4 охватывают с натягом ролики 5 — 7 и своими концами жестко закреплены на подвижном элементе 1. Ролики 5 и 6 большего диаметра установлены на роликах 8 и 9, оси которых жестко закреплены на основании 10.

Ось меньшего ролика 7 и переключатель 11 также жестко закреплены на основании 10.

Гибкие ленты выполнены в виде вилки (фиг. 2). Поперечные сечения этих лент в любом их месте равны, т. е. аа=бб=жж=зз, так как величина энергии, затрачиваемой на изгиб ленты, должна быть одинакова во всех сечениях ленты. Вибраторы 2 и 3 попеременно сопрягаются с ротором 8. Гибкая лента при охватывании роликов одним концом входит в вилку, образуя две полупетли, в которых находятся ролики 5 — 7.

Большие ролики 5 и 6 должны огибаться углом больше 270, маленькие 7 — углом больше 180 .

Линейный двигатель работает следующим образом.

При подаче высокочастотного электрического сигнала от источника периодического напряжения (на чертеже не показан) на электроды пьезоэлектрического вибратора Э

его концы начинают вибрировать и в сопряжении с роторами 8 одновременно начинают их вращать. От роторов 8 начинают вращаться ролики 5. Гибкая лента 4, с натягом охватывающая ролики 5 — 7, начинает перемещаться, вращая ролики 7 и 6 и роторы

9. Так как она своими концами закреплена на подвижном элементе 1, то начинается перемещение подвижного элемента 1 вправо. Электромагнитным выключателем 11 меняется подача сигналов от источника попеременно на вибраторы 2 и 3 и меняется направление перемещения подвижного элемента 1 то вправо, то влево.

Данный линейный двигатель имеет большое развиваемое усилие 0,6 КГС. Мощность предлагаемого двигателя в 1,5 раза выше по сравнению с существующими. Он обладает высокой скоростью передвижения

0 1 м/сек, т. е. в два раза выше, чем у известных. Точность (чувствительность) отрабатываемого перемещения подвижного элемента 0,01 мкм.

Линейный двигатель, содержащий основание, пьезоэлектрические вибраторы, укрепленные на основании, и подвижный элемент, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона перемещений подвижного элемента и повышения мощности, к подвижному элементу, выполненному в виде планки, с противоположных сторон по концам прикреплены с натягом две гибкие ленты, в полупетлях которых расположены взаимодействующие с вибраторами ролики, причем оси роликов закреплены на основании, а гибкие ленты выполнены в виде вилки с постоянной площадью поперечного сечения в любом ее месте.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 591975, кл. Н 01 1 41/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 595812, кл. Н 01 1 41/08, 1976 (прототип).

819863

Составитель Б. Баев

Редактор О. Филиппова Техред А. Бойкас Корректор О. Билак

Заказ 1339/31 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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