Шаговй двигатель Советский патент 1979 года по МПК H02N2/04 H01L41/09 

(54) ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

1

Мзобретение относится к области электротехники и автоматики и может быть использовано в качестве прецизионного быстродействующего привода вращательного действия, например, для магнитной записи, конденсатора переменной емкости и .т.д.

Известен шаговый двигатель. содержащий корпус, движущий и ({тксирующие элементы ll.

В известном шаговом двигателе движущий и ({мксирующие элементы выполнены из маг ни тострикд ионного материала и имеют сложную конструкцию, боль- щие габариты и малую надежность изза наличия дополнительного привода, скользящих контактов и обмотки.

Наиболее близким по технической сущ ности к предложенному изобретению является шаговый двигатель, содержащий корпус, движущий и фиксирующие элементы из пьезокерамического материала и выходной вал 2.

В указанном двигателе надежность и выходной момент являются невысокими, так как движущий и фиксирующий элементы его работают в режиме точечного ви роударного контакта. Этот двигатель имеет также больщ1 е радиальные габариты.

Цель изобретения - повыщение надежд ности шагового пьезоэлектрического двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что движущий элемент выполнен из сооо- но установленньрс на корпусе полых цилиндров, обращенных друг к другу свободными торцами, на которых посредством радиальных элементов прикреплены расположенные в осевом направлении (}тксирующие элементы, размещенные внутри движущих элементов, причем вал, установленный в опорах, снабжен ограничительными упорами с двух концов.

Кроме того ограничительные упоры и сочленяющаяся с ними часть вала имеют резьбу для осевой регулировки.

На фиг, 1 показан продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А j а на фи1, З- разрез Б-Б описываемого двигателЯф

В корпусе 1 двигателя установлены жестко одним своим торцом движуище йлементы (цилиндры) 2 и 3 при помочи клеевого соединения из пьезокергагиичес кого материала, на свободных торнах которы закреплены радиальные элементы 4 и 5, выполнен-ныеу например, в виде кольца с двумя радиальными секторами. Движуише элементы на своих цилиндрических поверхностях с одного торца могут иметь сквозные прорези, выполненные по винтовой линии равномерно по окружности (на чертеже не показано). К торцам ко лед 4 и 5 прикреплены (|иксиру1ощие эле менты 6-13, выполненные в виде кольце вых секторов, снабженных наконечниками 14, Вал 15 двигателя установлен в нод шипниковых опорах 16 и 17 и имеет ограничительные упоры 18 и 19. Упоры 18 и 1 установленные на резьбовых хвостовиках вала 15, фиксируются как в радиальном за счет выточек вала и внутренней поверх™ ности упора., так и в осевом направле«ниях за счет контргаек 20 и 21, Фик сируюише элементы расположены вдоль вала с зазорами в окружном на- правле1-шнг обеспечивающими поворот движуишх элементов при подаче питания на некоторый расчетный угол. Установочные поверхности фиксирующих элементов конструктивно расположены в одной плоское ти, что обеспечивает одинаковое усилие лоджатия на ограничительные упоры 18 и 18о Симметричное расположение фикси- рующих элементов позволяет избежать осевого биения вала и снять полностью осевые нагрузки с подишпников.

Описываемый двигатель работает по принципу передачи и суммирования малых дискретных угловых перемещений, двюкуших элементов на выходной вал . при помоиш фиксирующих элементов,

В статике вал 15 зафиксирован от вращения благодаря силе трения, возникающей между наконечниками 14, выполненными например, из титана и ограни- чительными упорами 18 и 19 при пред варительной деформации .фиксирующлх элементов, осуществляемой механическим способом или при Лодаче напряжения на управляюише электроды (на чертеже не

показано),Цикл работы двигателя проис ходит в следующей последовательности: одновременное зажатие, например, фиксирующих элементов 6-9 и разжатие фиксируюишх элементов 10-13

- закручивание движущего элемента 3 и раскручивание элемента 2 в резуль« тате действия упругой деформации при снятом напряжении питания с его управ™ ляющих электродов;

-. зажатие фиксирушийос элементов Ю13 и разжатие элементов

закручивание элемента 2 и раскру™ чивание элемента 3 и т„д.

Повторение указанных циклов поз- воляет осуществить вращение вала в одну сторон . Реверс осуществляется изме«нением последовательности подачи напря ження питания на дви7кущие и фиксирую- ище элементы. Возможны также и другие способы управления двигателем.

Оп гсанный шаговый .двигатель прост в изготовлении и технологичен в сборке и не имеет каких-либо подвижных токо- подводящих контактов, что повыщает надежность его работьи

Форму ла изобретения

1„ Шаговый двигатель, содержащий корпус, движущий и фиксирующий элементы из пьезокерамического материала и выходной вал, отличающий - с я тем, что, с целью повыщения надеж лости движущий элемент вьшолие из соосмо установленных на полых цилиндров, .обращенньЕ ;: друг к другу сво бедными торцами, на которых посредст вом радиальных элементов прикреплены расположенные в осевом направлении фиксирующие элементы, размещенные Biiy три лдзижущих элементов, причем вал, ус гагювлениый в опорах, снабжен ограничи- те;ПэНыми упорами с двух ко1щов,

2, Двигатель по п«1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что ограничите;ц5ные упоры и сочленяющаяся с ними часть ва.па имеют резьбу для осевой регулировки.

Источники информации, прииятьге во В1шмапие при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР ;Vo 205955, кл, Н 02 N 11/00, 1967.

2,Авторское свидетельство СССР № 497633, кл, Н 02 N 11/ОО, 1975,

f5

10

Фиг.1