Вибродвигатель Советский патент 1979 года по МПК H02N2/04 H01L41/09 

1

Изобретение относится к пьезоэлектрическим устройствам и может быть использовано в пьезоэлектрическом приводе

Известен вибродвигатель, содержащий пьезоэлектрический преобразователь, выполненный из пьезоэлектрических пластии образующих треугольник, взаимодействующий вершинами с ротором, при этом электроды каждой из пластин подсоединены к трехфазному генератору колебаний tlj. Этому вибродвигателю свойственна несимметричность параметров движенияподвижного элемента при реверсировании.

Известен вибродвигатель, содержащий генератор электрических колебаний, выход которого соединен с электродами пьезоэлектрической пластины, прижатхэй к подвижному элементу 2J.

Целью изобретения является повыщение качества реверсирования путем создания полной симметрии параметров движения под;вижного элемента.

Достигается это тем, что один из электродов пьезоэлектрической пластины

разделен вдоль и поперек на четное число симметричных частей, которые попарнопиагонально соединены между собой.

На фиг, 1 дана конструкция линейного вибро двигателя; на фиг, 2 - изображена схема соединения выхода генератора электрических колебаний с электродом пьезоэлектрической пластины; на фиг, 3 - разрез А-А на фиг, 2; на фиг, 4 - конструкция вифодвигателя вращательного движения; на фиг, 5 - диаграмма распределения амплитуды А продольных колебаний по длине Ij пластины; на фиг, 6 - диаграмма распределения амплитуды А у из- гибных колебаний по длине L пластины; на фиг. 7 - диаграмма амплитудно-частотных характеристик продольных А и изгибных А колебаний пьезоэлектрической пластины; на фиг. 8 - диаграмма фазочастотных характеристик продольных Р к изгибных Fy. колебаний пьезокерамической пластины.

Линейный вибродвигатель содержит пьезоэлектрический преобразователь, выпопненный, например, из материала УТС-23, в ввде ппастины 1, к которой прюфеплены два башмака 2 и 3, изготовленные из износостойкой керамики, например 22ХС, Башмаки 2 и 3 пружиной 4 прижаты к подвижному элементу - ползуну 5, выполненному, например, из сплава ХёГ, установленному на направляющих 6, закрепленных в корпусе 7 (см, фиг.1) Эпектрод 8 пьезоэлектрической пластины 1 заземлен, а электрод 9 разделен на 4 симметричные части. Пьезо элемент 1 подключен к генератору Ю электрических колебаний. Симметричные части 11, 12, 13 и 14 соединены между собой попарно-диагональ но, т.е. 11 с 13, а 12 с 14 и-через переключатель 15 подключены к выходу генератора Ю электрических колебаний (см. фиг. 2). Вибродвигатель вращательного движения (см. фиг. 4) отличается от линейного тем, что подвижный элемент выполнен в виде ротора 16, а пьезоэлектрический преобразователь, содержит, например, две пьезоэлектрические пластины 17 и 18, ба1Ш 1аками 19 и 20 прижатых к ротору 16; Линейный вибродвигатель работает следукйцнм образом. При появлении на выходе генератора Id электрических колебаний синусоидаль кого напряжения в пьезоэлектрической пластине возбуждаются продольные с амплитудой А j (см. фиг. 5) и изгибные /с амплитудой AS, (ciwt. фиг. 6) колебания. Размеры и параметры пьезоэлектрической ппастины 1 подофаны так, что в ней устанавливаются продольные (см, фиг 5) колебания с одним узлом колебаний и йзгибные (см. фиг. 6) колебания в виде стоячей вотгны с тремя узлами колеба ний. Резонансная частота f продольных колебаний близка it резонансной, частоте - M..fC.,t. , Ау иарибных колебаний. : Предельная разность между этими час тотами создается Д (см. фиг, 7). Фазовые характеристики (см. фиг. 8) про дольоых и изгибных колебаний также сдвинуты одна относительно другой на AF. Из-за этого на пластине 1 прикрепленные башмачки 2 и 3 синхронно совершают эллиптические движения в плоскост чертежа (см. фиг. 1). В 1феделах одного цикла эллипсообразного оборота башмачков 2 я 3 лни проскальзывают относител ifc ползуна в течение первой половины шпкла и заклиниваются в другой половине цикла. Из-за этого ползун 5 начинает двигаться по направлению, указанному стрелкой на фиг. 1. Реверсирование движения происходит при помощи переключателя 15, который присоединяет другую группу электродов к генератору 10 электрических колебани - вследствие чего фаза изгибных колебаний изменяется относительно фазы продольных колебаний на 180 (пунктирная кривая на фиг. 6) Вибродвигатель вращательного движения, представленный на фиг. 4, работает аналогичным образом. При появлении на выходе генератора 10 электрических колебаний синусоидального напряжения в пьесоэлектрических пластинах 17 и 18, к которым соответственно прикреплены два башмачка 19 л 2О (фиг. 4), возбуждаются продольные, с амплитудой Ау. , и изгибные, с амплитудой А колебания. Башмачки 19 и 20 совершают эллипсообразный движения и в пределах одного цикла эллипсообразного их оборота они проскальзывают отиэсительно ротора 16 в теченле первой половины цикла и заклиниваются в другой половине цикла, создавая вращательный момрнт ротора 16. Разность ДР выбирается соответствую щей скорости передййжения подвижного элемента - ползуна или ротора. Поэтому предложенный вибродвкгатель обеспечивает повьпиенную максимальную скорость движения подвижного элемента. Таким образом, разделение электрода пьезоэлектрической пластины вдоль и поперек на четнЪё число симметричных частей при реверсирований создает полную симметрию параметров движения подвижного эле лента,. Формула идо б р е т е н и я Вибродвигатель, содержащий генератор электрттческих колебаний, выход которого соединен с электродами пьезоэлекТрической пластины, прижатой к подвижному элементу, отличающийся тем, чгго, с целью повышения качества реверсирования путем создания полной симметрии параметров подвижного элемента, один из апектр11дов пьезоэлектрической пластины разделен вдоль и поперек на

5693493.6

четное число симметричных частей, кото-1. Авторское свидетельство СССР

рые попарно диагонально соединены между № 480875, кЯ; F 16 И 17/ОО, собой.11.05.1973.

Источники информации,s N9 474730, кл. G 01 М 29/00,

принятые во внимание при экспертизе14,04.1972 (грототип).

2. Авторское свидетельство СССР

ф-

66

фуг/

А-А

е

,9 1

1

Фиг.2

Фи&.З

Нг