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

(54) ВИБРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике и автоматиками может быть использовано в качестве привода в автоматических системах управления.

Известны устройства, содержащие пустотелый ротор, в полости которого размещены пьезокерамические вибраторы 1 и 2.

Однако эти устройства не создают движения, а только улучшают характеристики основных приводов.

Известен вибродвигатель, содерж ащий корпус, пустотелый цилиндрический ротор, пьезокерамический вибратор, расположенный в полости ротора перпендикулярно его оси и блок питания. Вибратор известного вибродвигателя выполнен в виде трех пьезокерамических преобразователей, образующих треугольник, который верщинами сопряжен с ротором и через фазовращатель подключен к блоку питания 3.

Недостатками этого вибродвигателя являются сложность изготовления и доводки вибратора, выполненного из трех пьезокерамических элементов, уменьщение КПД вследствие механического взаимодействия жестко соединенных пьезокерамических элементов, а также малая мощность и стабильность вращения, так как это устройство не обеспечивает надежного прижима пьезокерамических элементов в момент их соударения с поверхностью ротора.

Цель изобретения - повыщение стабильности вращения ротора и увеличение мощности вибродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в вибродвигателе, содержащем корпус, пустотелый цилиндрический ротор, пьезокерамический вибратор, расположенный в полости ротора перпендикулярно его оси, и блок питания, пьезокерамический вибратор выполнен в виде пьезоэлемента продольных колебаний, расположенного симметрично оси ротора и упруго прикрепленного посередине к корпусу, на торцовых поверхностях которого расположены треугольные контактные элементы, выполненные из твердого сплава, например сплава типа «Алунд. Кроме того, вибродвигатель снабжен фазовращателем, электроды пьезоэлемента разделены на две части, которые через фазовращатель подключены к блоку питания.

На фиг. 1 показан вибродвигатель, разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Вибродвигатель содержит корпус 1, ротор 2 с цилиндрическим отверстием в его торцовой части, пьезокерамический элемент 3 продольных колебаний, который расположен перпендикулярао оси ротора 2 и симметрично относительно нее. Пьезоэлемент 3 посередине прикреплен к корпусу 1 через упругие элементы 4 и держател.ь 5. На торцовых поверхностях пьезоэлемента 3 на некотором расстоянии е от диаметрального сечения К-К и симметрично ему прикреплены контактные элементы 6 и 7, изготовленные из твердого сплава, например типа «Алунд. Оптимальное расстояние определяется в зависимости от нужных характеристик вибродвигателя, таких как скорость и мощность вращения и от конструктивных параметров ротора 2 и пьезокерамического элемента 3. Каждый электрод пьезокерамического элемента 3 разделен на две равные части 8 и 9, которые через фазовращатель 10 подключены к блоку 11 питания.

Вибродвигатель работает следующим образом.

При включении блока 11 питания через фазовращатель 10 подается питающее напряжение к электродам 8 и 9, повернутое по фазе на 180°. При этом одна часть, например, с электродом 8 удлиняется и соударяется с ротором 2, а другая с электродом 9 укорачивается. Импульс соударения разлагается на нормальную и касательную составляющие, причем нормальная составляющая в несколько раз больще чем касательная, поэтому обеспечивается надежный контакт контактного элемента 6 с поверхностью ротора 2, повыщающий стабильность вращения и мощности привода. В следующий полупериод питающего напряжения удлиняется часть пьезокерамического элеменУ////////////////.

VUi. 1

та 3 с электродом 9 и контактный элемент 7 ударяется в ротор 2, а часть пьезоэлектрического элемента 3 с электродом 8 укорачивается.

Экспериментальные исследования предлагаемого вибродвигателя показывают, что по сравнению с известным вибродвигателем стабильность вращения ротора увеличивается на 45-50%, а мощность повьшается в 2 раза.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 480875, кл. F 16 В 17/00, 1973 (прототип)..

у//)/// ///// /Л

(риг. 2.