Вибродвигатель Советский патент 1981 года по МПК H02N2/12 H01L41/09 

(54) ВИБРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к устройствам автоматики, в частности к прецизионным приводам устройств регулирования.

Известны виброприводы, содержащие корпус, ротор и кольцевые пьезопреобразователи, через фазовращатель подключенные к источнику питания 1.

Недостаток этих устройств заключается в том, что при взаимодействии пьезокерамического преобразователя с поверхностью ротора происходит проскальзование, что умень шает равномерность вращения и долговеч.ность.

Известен также вибродвигатель, содержащий корпус, ротор в подшипниковых опорах, соосно которому в корпусе размещен кольцевой пьезоэлектрический преобразователь крутильных колебаний, и блок питания. Известный двигатель снабжен торсионом с укрепленным на нем ведущим элементом, который взаимодействует с ротором 2.

Недостатком этого вибродвигатёля является то, что торсион должен совершать крутильные колебания с резонансной частотой,

но при изменении нагрузки вибродвигателя, меняется резонансная частота торсиона, поэтому меняется и скорость вращения. Кроме того, при возвратно-поступательном движении торсиона с ведущим элементом создаются относительно большие усилия, действующие на узел крепления торсиона и на пьезопреобразователь крутичьных колебаний, который поэтому, часто выходит из строя.

Недостатком является также повышенная шумность двигателя.

. Цель изобретения - повышение равномерности вращения и долговечности, а также уменьшение шумности двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в вибродвигателе, содержащем корпус, ротор в подшипниковых опорах, соосно которому в корпусе размещей кольцевой пьезоэлектрический преобразователь крутильных колебаний, и блок питания, двигатель снабжен двумя металлическими кольцами, одно из которых укреплено на цилиндрической поверхности преобразователя, а другое укреплено внутри корпуса с охватом ротора, при этом полость корпуса заполнена реологической жидкостью.

Блок питания двигателя содержит источник электрических колебаний, соединенный с пьезоэлектрическим преобразователем и фазовращателем, а к выходам последнего подсоединены ротор и через противоположно направленные диоды металлические кольца.

На фиг. 1 приведен двигатель, общая схема; на фиг. 2 - схема блока питания.

Вибродвигатель содержит герметический корпус 1, выполненный из диэлектрического материала, ротор 2 с обоймой, охватывающей кольцевой пьезоэлектрический преобразователь 3 с пассивной металлической обкладкой 4 и металлическим кольцом 5. Обкладка 4 неподвижно прикреплена к крышке 6 корпуса. К ней же прикреплено металлическое кольцо 7, которое с небольшим зазором охватывает обойму ротора. Кольца 5 и 7 электрически изолированы друг от друга и от обоймы ротора.

Блок питания содержит источник 8 электрических колебаний, настроенный на частоту резонанса преобразователя, фазовращатель 9, например, в виде RL-цепочки, смещающей фазу колебаний источника на ±, и два диода 10 и 11, подключенные к кольцам 5 и 7.

Корпус вибродвигателя заполнен реологической жидкостью (веществом), которая меняет свою вязкость от приложенного электрического напряжения.

Вибродвигатель работает следующим образом.

При подключении источника 8 питания к преобразователю 3, внешнее металлическое кольцо 5 начинает совершать крутильные колебания. Когда угловая скорость кольца преобразователя направлена, например по часовой стрелке, к обойме ротора 2 и кольцу 5 подается электрическое напряжение и жидкость, которая находится в зазоре между ними, меняет свою вязкость вплоть до полного затвердевания. При этом происходит поворот ротора 2 вместе с кольцом 5 преобразователя 3. При изменении знака угловой скорости преобразователя 3 на обратный (т.е. против часовой стрелки), на,пряжение подводится к неподвижному металлическому кольцу 7 и к обойме ротора 2,

жидкость между ними затвердевает и вал тормозится. В дальнейшем процесс повторяется. Очередность подачи импульсов, подключаемых к выводам И и III, осуществляют диоды 10 и 11.

Для изменения направления вращения ротора 2 изменяют знак сдвига фаз фазовращателем с + J- наСкорость вращения ротора зависит от частоты и амплитуды колебаний преобразователя, а также от характеристики электрореологической жидкости.

Исследования предлагаемого вибродвигателя показывают, что равномерность вращения повыщ-ается на 20-25%- Двигатель долговечен и практически бесщумен благодаря отсутствию трущихся деталей.

Формула изобретения

0 этом полость корпуса заполнена реологической жидкостью.

Источники информации, 0 принятые во внимание при экспертизе

№ 604058, кл. Н 02 N 11/00, 1976 (прототип).

-0 Jjr

(puf. 1