Пьезоэлектрический привод гибкого магнитного диска Советский патент 1990 года по МПК G11B25/04 

(21)4205440/24-10

(22)04.03.87

(46) 30.07.90. Бюл. № 28

(71)Киевский научно-исследовательский и конструкторский институт периферийного оборудования

(72)А.П.Шуляренко, В.И.Черный и А.В.Чертков

(53)681.84.083 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1089618, кл. G 11 В 15/40, 1982.

(54)ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД ГИБКОГО МАГНИТНОГО ДИСКА

(57)Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано как привод носителя информации, в частности гибкого магнитного диска. Целью изобретения является повышение

надежности и точности работы при уменьшении габаритов и потребляемой энергии. Пьезоэлектрический привод гибкого магнитного диска собран на основании накопителя на гибком магнитном диске. При подаче электрических колебаний в пьезоэлектрическом возбудителе 5 возникают радиальные ультразвуковые механические колебания. Сопряженные с ротором 3 толкатели 7 приводит его во вращение.Нанесение спирали на торцовую поверхность, использование пьезотрансфор- матора, образованного электродами 6, 8, 10 для питания емкостного преобразователя, согласование силовой схемы и схемы управления ведет к упрощению конструкции привода, 2 ил.

(Л

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано как привод носителя информации, в частности гибкого магнитного диска. Целью изобретения является повышение надежности и точности работы при уменьшении габаритов и потребляемой энергии. Пьезоэлектрический привод гибкого магнитного диска собран на основании накопителя на гибком магнитном диске. При подаче электрических колебаний в пьезоэлектрическом возбудителе 5 возникают радиальные ультразвуковые механические колебания. Сопряженные с ротором 3 толкатели 7 приводят его во вращение. Нанесение спирали на торцовую поверхность, использование пьезотрансформатора, образованного электродами 6, 8, 10 для питания емкостного преобразователя, согласования силовой схемы и схемы управления ведет к упрощению конструкции привода. 2 ил.

Ut

сл

00 ГчЭ Ю

7

V0 в JL

Фиг.1

Изобретение относится к приборостроению, в частности к приводам носителей информации, и может быть использовано в качестве привода гиб- кого магнитного диска.

Цель изобретения - повышение надежности и точности работы привода при уменьшении его габаритов и потребляемой энергии.

На фиг.1 изображена конструктивная схема предлагаемого привода; на фиг. 2 - плоская спираль пьезокера- мического возбудителя, вид снизу.

Привод содержит корпус t , подтип- Мики 2, ротор 3, изоляционный элемент 4, пьезокерамический возбудитель 5, электрод 6, толкатели 7, электрод 8 возбуждения, выполненный в виде спирали, спираль 9 на роторе 3, спираль 10 второго электрода пьезокерамичес- кого возбудителя 5, частотный детектор 115 источник 12 постоянного напряжения, источник 13 высокочастотного напряжения и шину 14 нулевого по- тенциала.

Привод работает следующим образом. При включении источника 13 высокочастотного напряжения, вырабатываемые им электрические колебания резонанс- ной частоты пьезокерамического возбудителя 5 в виде кольца, закрепленного через -изоляционный элемент 4 в корпусе 1, подводимые к электроду 8. возбуждения и электроду 6, вызывают в пьезокерамическом возбудителе радиальные ультразвуковые механические колебания, распространяющиеся в толкателях 7 в направлении ротора 3. взаимодействуя с боковой рабочей по- берхностью ротора, толкатели 7 приводят его во вращение в подшипниках 2.

Совместно с ротором 3 вращается и жестко связанная с ним спираль 9. Электрод 6 пьезокерамического возбу- дителя выполнен сплошным, а другой электрод пьезокерамического возбудителя выполнен в форме двух плоских спиралей 8 и 10, представляющих собой регулярные структуры в виде кольца (спираль 10 может быть выполнена из двух секторов), единичный периодически повторяющийся Фрагмент которых выполнен в форме меандра, его можно выполнить также в форме гребенки либо двух гребенок с общим основанием, причем это позволит частотному детектору 11 получать дополнительную информацию о биениях ротора, что мо

г о

5 Q

5

жет использоваться при юстировке привода гибкого магнитного диска на- копителя.

Спираль 9 замкнутой формы на роторе 3 может быть выполнена непосредственно на основании металлического ротора с приданием формы фрагментам обработкой резанием или литьем, либо закрепленным на роторе 3 диском из стеклотекстолита, на котором спираль нанесена Фотохимическим способом.

Спираль 10 замкнутой формы сфор мирована путем разделения электрода возбудителя (травлением). Спираль 10 сопрягается со спиралью 9 при сборке параллельно через воздушный зазор так, что имеется совмещение фрагментов спиралей. Спирали 9 и 10 при совмещении образуют конденсатор.

Пьезокерамический возбудитель вследствие разделения одного из его электродов на две секции (спирали) 8 и 10 представляет собой пьезоэлектрический трансформатор с выходным электродом спиралью 10. Подведение переменного напряжения резонансной частоты к его входу (электроды 6 и 8) приводит в результате трансформации напряжения к появлению переменного электрического напряжения на его выходном электроде - спирали 10. Коэффициент трансформации этого пьезо- трансформатора в значительной мере зависит от емкости его нагрузки,каковой является емкость конденсатора, образованного выходным электродом в в виде спирали 10 и спиралью 9 ротора 3, которая соединена с шиной нулевого потенциала.

При вращении ротора происходит изменение перекрытия единичных фрагментов двух спиралей 9 и 10 и периодическое их совмещение, что приводит к изменению во времени емкости конденсатора, образованного этими спиралями от минимальной (С ) до максимальной (С ) величины. СмйН и зависят от площади перекрытия спиралей 9 и 1 0 в момент их полного несовмещения и совмещения соответственно, а также диэлектрических характеристик зазора между спиралями. Изменение физической величины емкости происходит по гармоническому закону с частотой,прямо пропорциональной частоте вращения ротора 3.

Модуляция величины емкости нагрузки пьезотрансформатора,образованнего электродами 6,8 и 10 пъезоке- рамического возбудителя 5, вызывает периодическое изменение коэффициента трансформации, а следовательно,ампли тудную модуляцию выходного напряжения, снимаемого с электрода - спирали 10.

Частота огибающей этого сигнала пропорциональна частоте вращения ро- тора.

Со спирали 10 этот сигнал поступает на вход частотного детектора 11 с выхода которого снимается постоянное напряжение, пропорциональное час тоте огибающей входного амплитудно модулированного сигнала, а следовательно, частоте вращения ротора.Этот сигнал поступает на вход управляемого источника 12 постоянного напряже- ния, от которого питается источник 13 высокочастотного напряжения.

При изменении частоты вращения ротора под действием дестабилизирующих Факторов частота огибающей амплитуд- но модулированного сигнала, снимаемого со спирали 10 также изменяется, что приводит к изменению уровня напряжения на выходе частотного детектора II, входе источника 12 пос тоянного напряжения и его выходе таким образом, что изменяется напряжение питания источника 13 высокочастотного напряжения и амплитуда его выходного напряжения будет препятствовать изменению частоты вращения ротора.

Таким образом, пьезоэлектрический привод снабжен контуром управления, содержащим спираль 9, спираль 10, частотный детектор 11, источник 12 постоянного напряжения, источник 13 высокочастотного напряжения и элект

5 0

5 С

0

5

роды 6 и 8 пьезокерамического возбудителя 5. Контур управления обеспечивает регулирование частоты вращения ротора 3 и стабилизацию частоты его вращения в необходимых пределах.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический привод гибкого магнитного диска, содержащий корпус с установленными в нем и кинематически связанными между собой ротором с плоской спиралью на торцовой поверхности и пьезокерамическим возбудителем, соединенным с корпусом через изоляционный элемент и имеющим электрод возбуждения, последовательно соединенные частотный детектор, источник постоянного напряжения и источник высокочастотного напряжения, выход которого соединен с электродом возбуждения, а также шину нулевого потенциала, отличающийся тем, чго, с целью повышения надежности и точности работы привода при уменьшении его габаритов и потребляемой энергии, пьезокерами- ческий возбудитель выполнен в форме кольца, охватывающего ротор, установленного с зазором относительно плоской спирали ротора и снабженного сплошным электродом, расположенным на одном торце пьезокерамического возбудителя и соединенным с шиной нулевого потенциала, и двумя соосны- ми кольцевыми электродами на другом торце, один из которых является управляющим, а другой идентичен спирали ротора, располо-хен через зазор напротив этой спирали соосно с ней и соединен с входом частотного детектора.

Фаг. I