Вибропривод Советский патент 1991 года по МПК H02K33/00 H02K41/06 H01L41/00 

(21)4719766/07

(22)17.07.89

(46) 23.0691 Бюл № 23

(71)Казанский авиационный институт им. А Н. Туполева

(72)Ч И Мастюков, Б. Н. Зыков и Л В Скурлатова

(53)621.313.283(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1023457, кл Н 01 L 41/08, 1980.

Патент ГДР № 226123, кл Н 02 К 41/025, 1985.

(54)ВИБРОПРИВОД

(57)Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам с вибродвигателями на основе пьезоэлементов. Цель изобретения - увеличение КПД и развиваемого механического момента. Вибропривод содержит ведущую пластину 1 с вибропреобразователями, ведомый диск 2, соединенный с выходным валом 8, подшипники 7,

корпус и блок управления. Ведомый цилиндрический диск 2 расположен внутри цилиндрического корпуса с зазором, не превышающим максимальное удлинение вибропреобразователей, с возможностью перекатывания по внутренней поверхности корпуса и связан с ведущей пластиной 1 посредством передаточного узла, состоящего, например, из двух соосно вставленных одна в другую магнитных втулок, выполненных из дисковых постоянных магнитов с униполярной радиальной намагниченностью с обращением поверхностей втулок одна к другой одноименными полюсами. Причем одна втулка соединена соосно с ведомым диском 2, а другая - соосно с ведущей пластиной 1, на которой закреплены свободные концы вибропреобразователей. При этом максимальный зазор между поверхностями диска и корпуса не превышает максимального удлинения вибропреобразователя. 3 ил

$

fe

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам с вибро- днигателями на основе пьезоэлементов, маг- нитострикционных элементов или электромагнитов, совершающих возвратно-поступательные движения, и может быть использовано в различных устройствах автоматики летательных аппаратов вместо электродвигателя с редуктором, например в измерителе отношения давлений типа ИОД, в расходомерах типа СИРТ, рулевых машинах автопилотов, в различных механизмах аэрофотоаппаратов (механизмы перемотки пленки, механизмы затворов, диафрагм) и других, существенно снижая массы и габариты приборов, в прецизионных следящих системах, например сканирования оптоэлектронных приборов (зеркал, призм, линз и др.), в прецизионных системах промышленных приборов, механизмов, роботов и манипуляторов

Цель изобретения - повышение КПД и развиваемого механического момента

На фиг. I и 2 изображена конструктивная схема двигателя, две проекции; на фиг. 3 - схема магнитного подшипника

Вибропривод содержит собственно двигатель и блок управления. Двигатель содержит ведущую пластину 1, ведомый диск 2, вибропреобразователи - пьезопластины 3, магнит 4 ведущей пластины 1, магнит 5 ведомого диска 2, статор 6, подшипники 7 выходного вала 8, мембранную муфту 9, крышку 10 подшипников, крышку 11 статора и опорный шарик 12 К ведущей пластине I с одной стороны прикреплен магнит 4 с униполярной радиальной намагниченностью

О

ел

00 GO

С другой стороны ведущей пластины закреплены свободные концы пьезопластин 3, другие концы которых прикреплены к статору б через упругие прокладки. Магнит 5 ведомого диска 2 расположен соосно с магнитом 4 при отсутствии напряжения питания пьезоэлементов. Зазор между магнитами выбран больше максимального удлинения пьезо пластин. Поэтому при работе двигателя магниты не соприкасаются. Ведомый диск 2 при отсутствии напряжения на пьезоэлементах (в исходном положении) расположен соосно со статором 6 с зазором, равным максимальному удлинению вибропреобразователей 3, и соединен с выходным валом 8 через мембранную муфту 9. Выходной вал 8 соединен с подшипниковой крышкой 10 через подшипники 7. Для того чтобы магнит 4 под действием осевых сил не выскочил из-под магнита 5, возможно расположение ведущей пластины 1 с пьезоголовками между шариками 12, установленными на оси вала 8 и на крышке 1 1.

На фиг. 3 изображена конструктивная схема магнитов 4 и 5, изготовленных из дисковых магнитов с униполярной радиальной намагниченностью. Диски между собой могут быть скреплены, например, крышкой 13 резьбовым соединением. Такое изготовление магнитов передаточного подшипникового узла позволяет уменьшить его габариты и массу.

Блок управления содержит источник переменного синусоидального напряжения, фазорегулятор для обеспечения сдвига фаз между напряжениями 90°, фазовращатель для изменения направления вращения магнитной оси ведущей пластины, усилители, выходы которых подключаются к электродам вибропреобразователей.

Двигатель работает следующим образом.

На пьезопластины 3 подаются с блока управления синусоидальные напряжения с фазовым сдвигом 90°. При этом начинается удлинение одного из них, удлинение или укорочение другого. Происходит радиальное смещение магнита 4 и под давлением отталкивающих сил происходит также радиальное смещение ведомого диска 2, который вступает в фрикционное зацепление со статором 6 и начинает перекатываться по внутренней

поверхности статора б (неподвижного цилиндра). Вращательное движение ведомого диска 2 передается выходному валу 8 через мембранную муфту 9.

Положительный эффект достигается за

счет большой величины передаточного отношения, снижения потерь на трение и высокой рабочей частоты.

Формула изобретения

0 Вибропривод, содержащий ведущую пластину с парой относительно расположенных вибропреобразователей, закрепленных в корпусе, ведомый диск, соединенный с выходным валом, постоянные магниты, подшип5 ники и блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и развиваемого механического момента, устройство снабжено ведущим диском, закрепленным на ведущей пластине, ведомый диск расположен внутри цилиндрического корпуса с зазо0 ром, не превышающим максимальное удлинение вибропреобразователей с возможностью перекатывания по внутренней поверхности корпуса, ведущий диск расположен в цилиндрической полости ведомого диска, а постоянные магниты выполнены в

5 виде радиально намагниченных колец и закреплены на внешней поверхности ведущего и внутренней поверхности ведомого дисков со встречным направлением намагничивания.

фие.1

7Л

«о

8

11

Фиг. 2