Устройство для получения вращательного движения Советский патент 1993 года по МПК H02N2/12 H01L41/09 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в качестве исполнительного электромеханического привода.

Известно устройство для получения вращательного движения, содержащее волновую передачу с деформируемым элементом и электромеханический привод, образованный пьезоэлектрическими преобразователями в виде стержней, бдин конец которых оперт в неподвижное основание, а другой - в деформируемый элемент.

Недостатками данного устройства являются большой габарит в рациональном направлении и незначительный выходной момент, обусловленный фрикционным контактом в волновой передаче,. Эти недостатки устранены в устройстве для получения вращательного движения, содержащем волновую передачу с деформируемым элементом и электромеханический привод, образованный составными пьезоэлектрическими преобразователями, закрепленными последовательно по торцам, и расположенными симметрично оси передачи в распор между неподвижным основанием и деформируемым элементом.

. Пьезоэлектрические преобразователи в этом устройстве выполнены в виде концентрично расположенных втулок, торцы которых последовательно жестко соединены. Это позволило применить волновые зубчатые и резьбовые передачи и повысить несущую (нагрузочную) способность устройства. Однако недостатком этого устройства является сложность конструкции, обусловленная широкой номенклатурой типоразмеров пьезоэлементов (втулок или колец различных диаметров), что усложняет их производство и контроль.:

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение технологичности его изготовления.

Поставленная цель Достигается тем, что в устройство для получения вращательного движения, содержит волновую передачу с деформируемым элементом и электромеханический привод, образованный составными пьезоэлектрическими преобразователями, закрепленными последовательно по торцам, и расположенными симметрично оси передачи в распор между неподвижным основанием и деформируемым элементом, пьезоэлектрические преобразователи выполнены в виде системы параллельно установленных одиночного и. симметричных относительно него, парных стержней, торцы которых соединены пластинами, причем в пластине, обращенной к неподвижному основанию, имеется отверстие, в котором размещен одиночный стержень.

На фиг. 1 изображено устройство в разрезе; на фиг, 2 - вид В, на фиг. 3 - разреэ

А-А фиг, 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б фиг. 1.

Устройство состоит из корпуса 1, на котором в радиальных направлениях равномерно по окружности установлены пьезоэлектрические преобразователи, вы0 полненныё в виде системы из параллельно установленных одиночного пьезокерамйческого стержня 2, и симметрично расположённых относительно него, парнщх , пьезокерамических стержней 3, торцы кото

5 рых последовательно жестко соединены при помощи пластин 4, 5.

Одиночные пьезОкерамйческие стержни установлены 8 отверстиях 6, выполненных в пластинах 5, соединяющих торцы

0 парныхпьезокерамическихстержней, обращенных к опорной пластине 7.

Пьезопреобразователи взаимодействуют с гибким элементом 8 через планки 9 и соединены жестко с неподвижным основанием (корпусом) посредством пластин 7. Жесткое звено 10 находится в зацеплении с гибким элементом 8 и установлено в подшипниковой опоре 11/

Пьезоэлектрические преобразователи

0 выполнены в виде системы пьезокерамических стержней, состоящих из склеенного набора плоских пьезоэлементов (шайб) 12, между которыми установлены токопроводящие прокладки (на чертеже не показаны),

5 Устройство работает следующим образом. С помощью коммутатора на электроды пьезокерамического преобразователя подаются напряжения, благодаря которым линейные размеры преобразователей

0 изменяются.

В зависимости от знака разности потенциалов, приложенных к пьезопреобразователям, последние испытывают деформацию сжатия или растяжения. Причем, одновременно подаваемые напряжения на пьеэопреобразователи, работающие на растяжение и Сжатие, должны быть обратной полярности.

Так, если одиночный пьезоэлектрический

0 стержё1нь будет испытывать деформацию растяжения, парные пьезокерамические стержни, расположенные в плоскости, проходящей черед ось передачи - сжатие, а парные пьезокерамические стержни, расположенные в

5 плоскости,перпендикулярной оси передачирастяжения. ,При этом свободный конец с планкой 9 получит перемещение в направлении центральной оси волновой передачи, равное сумме абсолЮтныхлинейных деформаций трех названных стержней.

При последовательном переключении управляющего напряжения с одной на другую пару диаметрально противоположных пьезопреобразователей (шаговый режим) или согласованном изменении напряжения на всех парах пьезопреобразователей (синхронный режим) образуется волновая деформация гибкого элемента 8, приводящая к вращению жесткого элемента 10.

Выполнение преобразователей в виде системы пьезокерамических стержней, расНоложенныхуказанным образом, позволяет использовать однотипные элементы, что упрощает конструкцию устройства и снижает

Форму л а изобретен и я

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВРАг Щ-АТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ, содержащее волновую передачу с деформируемым элементом и электромеханический привод, образованный составными пьезоэлектрическими преобразователями, закрепленными последовательно по торцам, и расположенными симметрично оси передачи в распрр между неподвижным основанийм и деформируемым элементом.

затраты, связанные с подготовкой производства и изготовлением данного устройства. Количество типоразмеров пьезоэламентов и контактных колец пьезопреобразователей сокращено до минимально возможного. Используются более технологичные в изготовлении и прочные, по сравнению со втулками большого диаметра, плоские пьезозлементы.

(56) Авторское свидетельство СССР № 441975, кл. В 06 В 1/06, 1972.

Авторское свидетельство СССР hfe 605644, кл. В 06 В 1/06, 1976.

отличающееся тем, что; с целью упрощения конструкции и повышения технологичности,пьезоэлектрические преобразователи выполнены в виде систе мы параллельно установленных одиночного, и симметричных относительно него, парных стержней, торцы которых соединеJ. ны пластинами, причем в пластине, обращенной к неподвижному основанию, имеется отверстие, в котором размещен одиночный стержень.

12

Фцг.1