Электрогидравлический привод Советский патент 1984 года по МПК F15B11/12 F15B15/12 

строению, в частности к средствам ги роавтоматики, и может быть использовано в гидравлических системах автоматических ЛИШ1Й и манипуляторов. Известен привод, содержащий генератор механических деформаций, образ ванный тремя последовательно соединенными между собой пьезоэлементами установленными внутри корпуса, которьй жестко связан со средним пьезо элементом, и цилиндрический стержень установленный внутри корпуса с натяг относительно крайних пьезоэлементов СПНедостатком известного привода яв ляется невысокое развиваемое усилие Известен также электрогидравличес кий привод, содержащий корпус с разд лителем, пьезокерамический генерато волновой деформации, выполненный в виде пакета из пьезоэлементов С23. Недостатки указанного привода его болътге габариты из-за располож ния пьезокерамического генератора вне корпуса гидродвигателя, а также малые усилия, развиваемые приводом, что вызвано наличием непосредственной связи всасывающей и нагнетающей полостей, образованных в корпусе разделителем. При этом наличие в генераторе деформаций упругого непе рекрываемого корпуса приводит к невозможности создания таким пьезокерамическим генератором значительных давлений. Целью изобретения является увели чение развиваемого усилия и уменьшение габаритов привода. Поставленная цель достигается те что в электрогидравлическом приводе содержащем корпус с разделителем, пьезокерамический генератор волновой деформации, выполненный в виде пакета из пьезоэлементов, разделитель размещен в корпусе с о.бразованием рабочих полостей постоянного суммарного объема, пакет установлен между корпусом и разделителем и выполнен с наружной поверхностью, эквивалентной, профилю внутренней поверхности корпуса, и по меньщей мер с двумя нормально подключенными к питанию пъезоэлементами. Разделитель может быть выполнен ввиде поршня с двусторонним штоком а пьезоэлементы - в виде колец, установленных вдоль оси порщня. Кроме того, разделитель может быть-выполв виде пластин, установленных на лопасти. На фиг, 1 представлена схема электрогидравлического привода с разделителем в виде поршня; на фиг, 2 то же, но с разделителем в виде лопасти. Электрогидравлический привод (фиг, 1,2) содержит корпус 1, пьезокерамический генератор волновой деформации, включающий пьезозлементы, вьиолненные в виде пьезокерамических колец 2-6 (фиг, 1) или в виде пьезокерамических пластин 7-12 (фиг, 2), собранные в пакет 13, установленный на разделителе, вьгполненном в виде поршня 14 с двусторонним штоком 15 (фиг, 1), или в пакет 16, установлен.ный на разделителе, вьшолненном в виде лоПасти 17, Поршень 14 установлен в корпусе 1 с образованием рабочих полостей 18 и 19 постоянного суммарного объема, а кольца 2 и 3 нормально подключены к питанию и разобщают полости 18 и 19 в исходном положении. Лопасть 17 установлена в корпусе 1 с образованием рабочих полостей 20 и 21 также постоянного суммарного объема, а пластины 7 и 8 нормально подключены к питанию и разобщают полости 20 и 21 в исходном положении. Привод работает следующим образом, В исходном положении пьезокерамические кольца 2, 3 (фиг, 1) и пластины 7, 8 (фиг, 2) запитаны, а рабочие полости 18, .19 и 20, 21 разобщены, что исключает перемещение поршня 14 с двусторонним щтоком 15 и лопасти 17, При подводе питания к пьезокерамическому кольцу 4 и снятии напряжения с кольца 2 (фиг, 1) кольцо 4 растягивается в радиальном направлении до внутреннего размера корпуса 1, а кольцо 2 сжимается в радиальном направлении на такую же величину, равную амплитуде деформации колец 2-6, При этом поршень 14 перемещается вправо по чертежу. Далее напряжение подается к пьезокерамическому кольцу 4 и снимается с кольца 4, При рассмотренной деформации пьезокерамических колец 2-6 плотность осевого сжатия пакета 13 не меняется, что гарантирует отсутствие перетечек жидкости между рабочими полостями 18 и 19. Дальнейшее переключение пьезокерамических колец 4-6 происходит аналогично. При этом поршень 14 с двусторонним штоком 15 совершает шаговое движение. Когда заританы крайние колца .5 и 6, возможно перемещение поршня 14 в противоположную сторону путем подачи напряжения к кольцу 4 и снятия напряжения с кольца 6 или далнейшее перемещениеПоршня 14 вправо путем подачи напряжения к кольцам 2, 3 и снятия напряжения с колец 5, 6,. и затем цикл повторяется.

Аналогично осуществляется создание волны деформации в пакете 16, соранном из пьезокерамических пластин 7-г12, которая преобразуется во вращательное движение выходного органа (не показан).

Реверс движения поршня 14 (фиг.1) и лопасти 17 (фиг. 2) осуществляется путем изменения последовательности возбуждения пьезоэлементов, а скорость их перемещения задается частотой переключения пьезокерамических колец 2-6 и пластин 7-12. Дискретность позиционирования привода определяется объемом жидкости, вытесняемым одним пьезоэлементом. Повышение дискретности и скорости перемещения поршня 14 и лопасти 17 может быть

достигнуто путем подачи напряжения к .большему числу пьезоэлементов в исходном положении привода.

Благодаря размещению пьезокерамического генератора внутри разделителя удается уменьшить габариты привода и отказаться от присоединительных трубопроводов. Установка нескольких пьезоэлементов генератора волновой деформации в корпусе 1 без зазора и нормальное подключение двух или более пьезоэлементов обеспечивает надежное разобщение рабочих полостей 18, 19 и 20, 21, что позволяет разделителю оставаться в . строго фиксированном положении при отсутствии управляющих команд и обеспечивает возможность создания в рабочих полостях 18, 19 и 20, 21 значительных перепадов давлений, т.е. позволяет значительно увеличить развиваемее приводом усилие.

Технико-экономическая эффективность предложенного привода заключается в расширении функциональных возможностей путем создания дискретных перемещений с большим усилием при минимальных габаритах, что значительно расширит область его применения .

2f

Л

Фиг.г

1. ЭЛЕКТРОГИЦРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД, содержащий корпус с разделителем, пьезокерамический генератор волновой деформации, выполненный в виде пакета из пьезоэлементов, отличающийся тем, что, с целью увеличения развиваемого усилия и уменьшения габаритов, разделитель размещен в корпусе с образованием рабочих полостей постоянного суммарного объема, пакет установлен между корпусом и разделителем и выполнен с наружной поверхностью, эквивалентной профилю внутренней поверхности корпуса, и по меньшей мере с двумя нормально подключенными к питанию пьезоэлементами. 2.Привод поп. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что разделитель выполнен в виде поршня с двусторонним штоком, а пьезоэлементы - в виде колец, установленных вдоль оси поршня . 3.Привод по пп. 1 и 2, отли л чающийся тем, что разделитель выполнен в виде лопасти, а пьезоэлементы - в виде пластин, установленных на лопасти.