Волновой электродвигатель Советский патент 1980 года по МПК H02K41/06 

(54) ВОЛНОВОЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к области але тромеханики и может быть использовано при создании быстродействующих исполгнительных устройств автоматики и прибсростроения. Известен волновой электродвигатель, содержащий расположенные в корпусе пьезоэлектрические преобразователи, вь полненные в виде стержней Г, Недостатками его являнхгся большие радиальные габариты, низкий диапазон регулирования и невозможность получения линейного вьосода. Наиболее близким по технической суп нести к предложенному является волновой электродвигатель, содержшдий распо ложённые в корпусе пьезоэлектрические тфеобразователи, выполненные в виде Стержней, к торцовым частом которых прикреплены гибкие пластинки, взаимодействукицие с выходным зубчатым элементом волновой передачи 12. Недостатками этого электродвигателя являются сложность конструкции наличия дополнительного гибкого элемента в двигателе, и невозможность получе1ИЯ чисто поступательного движения, «а выходе. Целью изобретения является упрощуние конструкции электродвигателя/ Для этого в предложенном электродвигйтеле выходной элемент вьтолнен в виде установленных в продольном направлении двигателя жестких зубчатых реек, каждая из которых расположена против упомянутой гибкой, пластинки, на которой выпотьнены ответные зубья одинакового шага, причем один из элементов волновой передачи, например, жесткие рейки, сдвинуты вдоль продольной оси двигателя одни относительно / зугих не более, чем на тх + 1/3 шага, где tt О, 1, 2... Для устранения осевых люфтов пьезоэлектрические преобразователи прикреп лены к ifopnycy своей средаей частью. Для расширения функциональных возможностей на корпусе установлена вторая система пьезоэлектрических преобразова3 734 теней с гибкими зубчатыми пластинками. СБязанными со своими жесткими зубчатыми рейками, имеющими отдельный выход,, На фиг. 1 показан дифференциальный вариант волнового электродвигателя с поступательным выходом, продольный разрез;1на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1, на 4жг, 3 - сечение Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 - узел I на фиг. 1. Предпоженный электродвигатель имеет цилиндрический корпус 1, к боковым пов хностям которого прикоеппены вкладь ши 2, 3, 4, 5, 6, 7, на каждом на которых установлены одинаковые пьезоэлектрические стержневые преобразователи 8 и 9 с наконечниками 10 и 11. К каждым парам наконечников прикреплены (приварены) гибкие зубчатые рейки 1217, взаимодействующие с жесткими зубчатыми рейками, вьтопненными на двух ;подвижных соосных втулках 18 и 19, Жесткие зубчатые рейки должны быть выполнены параллельно выходным осям -втулок. Шаги гибких и жестких зубчатых реек могут быть вьгаопнены одинаковыми однако шаг зубчатых реек второй системы пьезообразователей (фиг, 3) может отличаться от шага зубчатых реек первой системы (фиг, 2), Изображенная на фиг. конструкция волнового электродвигателя с поступательным выходом не является единственной. Например, гибкие и жесткие зубчатые рейки можно установить на одной плоскости, увеличить число пар пьезо преобразователей с гибкими ижесткими зубчатыми рейками для устранения поперечных колебаний корпуса путем симметричного диаметрального располсяжёния их относительно продельной оси двигателя и т д. В любом случае для обеспечения нормальной работы двигателя необходимо обеспечить относительный сдвиг гибких шш жестких зубчатых реек вдоль оси на красную величину их доли шага. На изображенном двигателе зубчатые рейки имеют относительный сдвиг на 1/3 шага. Для предотвращения поворота в окружном направлении подвижных втулок 18 и 19 с жесткими зубчатыми рейками установлены шпонки 2О и 21 (шпонка может быть шариковой). Крепление пьезоэлектрических преобразователей к корпусу вкладышу) своей средней частью позволяет устранить осевые люфты в двигателе. Работает волновой электродвигатель следующим образом. -10 74 При подаче управляющего напряжения на электроды пьеаоэлектричегских стержневых преобразователей по определенной программе происходит преобразование поперечньос колебаний гибких реек в поступательное движение жестких реек, а вместе с ними и втулок 18 и 19. Если двигатель установлен на неподвижном основании втулкой 19, а объект прикреплен к втулке 18, то на ее выходе получается скорость: Uf - скорость движения втулки 18, и - ск орость движения корпуса 1 относительно остановленной втулки 19, Предложенный дйигатель позволяет применять как частотное, так и амплитудное управление при микроподачах, а TaiKже осуществлять ускоренное перемещение объекта. Если двигатель прикреплен к неподвижному основанию за корпус 1, с втулок 18 и 19 можно получать два выхода. Формула изобретения 1. Волновой электродвигатель, содержащий корпус, укрепленные на нем пьезо электрические преобразователи, выполненные в виде стержней, к торцовым частям которых прикреплены гибкие пластинки. взаимодействующие с выходным 3y64aTbnvi элементом волновой передачи, о т л ичающийся тем, что, с целью уп- рощейия его конструкции, выходной элемент выйолнён в виде установленных в продольном направлении двигателя жестких зубчатых реек , каждая из которых расположена против упом5шутой гибкой пластинки, на которой выполнены ответные зубья одинакового шага, причем один из элементов волновой передачи, например, жесткие рейки, сдвинуты вдоль продольной оси двигателя одна относительно другой не более, чем на П + 1/3 шага, где П. О, 1, 2... 2,Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью устранения осевых люфтов, пьезоэлектри™ ческие преобразователи прикреплены к корпусу своей средней частью. 3.Электродвигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем. Что, с целью расширения функциональных возможностей, на корпусе установлена вторая