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

(54) ВИБРОДВИГАТЕЛЬ

Устройство относится к приборостроению и может быть применено в системах автоматики. Известны виброДвигатели, содержащие ротор в подшипниковых опорах, пьезокерамический вибропривод и высокочастотный блок питания 1. Недостатком этих вибродвигателей является то, что нет возможности реверсирования. Известен вибродвигатель, содержащий корпус, размещенные в нем ротор в подщипниковых опорах, пьезоэлектрический вибратор, выполненный в виде двух установленных под углом друг кдругу плоских пьезокерамических элементов, концы которых жестко соединены бащмаком, высокочастотный блок питания и переключатель 2. Недостаток вибродвигателя в том, что достигается не максимальная мощность, а тем самым и не максимальный коэффициент полезного действия, при том мала стабильность скорости вращения при реверсировании. Известен вибродвигатель, содержащий корпус, ротор в подщипниковых опорах. блок питания, переключатель, пьезокерамические пластины, один из электродов которых разделен вдоль и поперек на четное число симметричных частей, которые попарно диагонально соединены между собой и через переключатель подключены к блоку питания, и бащмак, установленный на пьезоэлементе и сопряженный с ротором 3. В известном вибродвигателе режим взаимодействия бащмака и ротора является виброударным, при этом резко укорачивается время полезного взаимодействия бащмака и ротора, что приводит к уменьшению КПД и стабильности вращения. Кроме того, в известном устройстве плохая синхронность работы пьезоэлементов, что также уменьшает стабильность вращения. Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия стабильности скорости вращения. Поставленная цель достигается тем, что в вибродвигателе, содержащем корпус, ротор в подщипниковых опорах, блок питания, переключатель, пьезокерамические пластины, один из электродов которых разделен

вдоль и поперек на четное число симметричных частей, которые попарно диагонально соединены между собой и через переключатель подключены к блоку питания, и башмак, установленный на пьезоэлементе и сопряженный с ротором, пьезокерамические пластины установлены под углом друг к другу и соединены башмаком, который выполнен в виде угольника, концы которого сопряжены с ротором, а пьезокерамические пластины прикреплены торцами к наружным составляюшим башмака.

На фиг. 1 изображен предлагаемый вибродвигатель; на фиг. 2 - траектория перемеш,ения башмака.

Вибродвигатель содержит в корпусе 1 размешенный в нем ротор 2 в подшипниковых опорах (на чертеже не показано), держатель 3, на котором прикреплены пьезоэлементы с одинаковыми резонансными частотами 4 и 5, расположенные под углом 90° друг к другу и под углом 45° относительно касательной окружности ротора 2, а их конць жестко соединены башмаком 6, выполненным в виде угольника, концы которого сопряжены с ротором 2, причем торцы пьезоэлементов 4 и 5 прикреплены к наружным составляющим башмака 6. Электроды пьезоэлектрических элементов 4 и 5 нанесены на поверхностях, лежаш;их в плоскостях, перпендикулярных оси ротора 2, каждый электрод разделен на четыре части 7- 10 и 11 -14 продольными поперечным сечением, эти части соединен между собой в шахматном порядке 7, 9, 11, 13 и образуют электрическую цепь 15, а части 8, 10, 12, 14 образуют электрическую цепь 16. Обе эти цепи через переключатель 17 подк ючены к высокочастотному блоку питания 18.

Вибродвигатель работает следуюш.им образом.

При включении блока питания 18 и переключателя 17 в одно из положений, например положение I, подается питаюшее напряжение по электрической цепи 15 на электроды пьезоэлементов 4 и 5. Исследования показали, что при таком подключении оба конца башмака 6 совершают эллипсоидальные траектории в одном направлении 19 (см. фиг. 2) и при этом эффективно врашают ротор 2. При переключении переключателя 17 в положение II происходит реверсирование, т. е. напряжение подается в

электрическую цепь 16 и траектория 19 меняет свое направление.

Как показали экспериментальные исследования предлагаемого вибродвигателя, в котором обе пьезоэлектрические пластины соединены в обшую вибрирующую систему

одним башмаком, его КПД и стабильность вращения по сравнению с известным вибродвигателем увеличились на 10-15% и 5-6% соответственно.

Формула изобретения

Вибродвигатель, содержащий корпус, ротор в подшипниковых опорах, блок питания, переключатель, пьезокерамические

пластины, один из электродов которых разделен вдоль и поперек на четное число симметричных частей, которые попарно диагонально соединены между собой и через переключатель подключены к блоку питания, и

башмак, установленный на пьезоэлементе и сопряженный с ротором, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия и стабильности скорости вращения, пьезокерамические пластины установлены под углом друг к другу и соединены башмаком, который выполнен в виде угольника, концы которого сопряжены с ротором, а пьезокерамические пластины прикреплены торцами к наружным составляющим башмака.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

№ 2277457, кл. Н 02 N 11/00, опублик. 1974.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2509871/18-25, кл. Н 01 L 41/10, 1977 (прототип).