Волновой вибродвигатель Советский патент 1981 года по МПК H02N2/16 H01L41/09 

(54) ВОЛНОВОЙ ВИБРОДВИГАТЕЛЬ

I

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для осуществления точного врандательного движения.

Известен пьезоэлектрический двигатель, содержащий статор, выполненный из двух полых цилиндрических пьезокерамических элементов, электроды которых разделены на сектора, ротор и блок питания. Внещний пьезокерамический цилиндр охвачен бандажом, через который он прикреплен к неподвижному основанию .

Недостатком этого двигателя является то, что его наладка сложна из-за трудности согласования совместной работы двух пьезокерамических элементов, а также то, что для крепления к неподвижному основанию пьезокерамический цилиндр охвачен бандажом, что увеличивает потери энергии.

Известен также волновой вибродвигатель содержащий корпус, ротор, полый цилиндрический йьезокерамический вибратор с электродами, разделенными по периметру не менее чем на три сектора, которые подключены к источнику многофазного напряжения, и деформируемый элемент, через который пьезокерамический вибратор, выполненный в виде биморфного кольца, через упругое кольцо прикреплен к корпусу 3.

Недостаток этого вибродвигателя в том, что упругое кольцо, через которое крепится пьезокерамический вибратор, ухудщает его динамические показатели, так как часть энергии вибратора поглощается им. Это уменьшает КПД вибродвигателя и стабильность вращения ротора.

Цель настоящего изобретения - повыше- ние КПД и стабильности вращения вибро0двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в волновом вибродвигателе содержащем корпус, ротор, полый, цилиндрический пьезокерамический вибратор с электродами, разделенными но периметру не менее чем на три

5 сектора, которые подключены к источнику многофазного .напряжения, и деформируемый элемент, размещенный между цилиндрической поверхностью пьезокерамического вибратора и ротора, сектора электродов по среднему сечению пьезокерамического вибратора разделены на две равные части, которые выполнены клинообразной формы с вершинами, обращенны.ми к среднему сечению. причем соседние участки электродов включены со сдвигом фаз, равным 90°. На фиг. 1 изображен предлагаемый вибродвигатель, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - развертка цилиндрической поверхности пьезокерамического вибратора, а на фиг. 4 показана деформация цилиндрического пьезокерамического преобразователя. Волновой вибродвигатель содержит корпус 1, ротор 2, цилиндрический пьезокера.мический вибратор 3 с разделенными на сектора электродами, которые по среднему сечению 4 пьезокерамического вибратора 3 разделены на части-5-§ и 9-12. Все части электродов выполнены клинообразной формы с вершинами, направленными к среднему сечению 4 и подключены к источнику многофазного напряжения таким образом, что соседние участки электродов работают со сдвигом фаз, равным 90° (фиг. 3). Пьезокерамический вибратор 3 в его средней плоскости 4 прикреплен к корпусу 1 через упругую диэлектрическую втулку 13. У каждого конца пьезокерамического вибратора 3 между его внутренней цилиндрической поверхностью и ротором 2 размещены два кольцевых деформируемых элемента 14 и 15. Работа цилиндрического, пьезокерамического вибратора 3 основана на свойстве гибкой трубки передавать радиальные деформации с одного конца на другой со сдвигом фазы деформации на угол 90°. Например, если один конец гибкой трубки деформировать так, чтобы торец трубки принял форму эллипса, то аналогичную форму, но смещенную на угол 90° примет и другой торец трубки (3). При включении источника многофазного питания (на чертеже не показан), подается питание на части электродов 5-8 так, чтобы в этом конце пьезокерамического вибратора 3 образовались волновые деформации в радиальном направлении. Одновременно подается питание на сектора электродов 9-12. При этом образуются волновые деформации другого конца, сдвинутые на

J

щ

г 90° относительно деформации первого конца. Волновые деформации соответственно передаются и деформируемым элементам 14 и 15, которые взаимодействуя с ротором 2, приводят его во вращение. Причем в средней части пьезокерамического вибратора 3, то есть в узловой его плоскости, деформации отсутствуют. Поэтому крепление цилиндрического пьезокерамического вибратора 3 в узловой его плоскости, позволяет работать вибратору 3 с минимальными потерями энергии на крепление. Изобретение позволяет повысить КПД на 35-40%, а стабильность вращения - на 10-14%. Формула изобретения Волновой вибродвигатель, содержащий корпус и установленные в нем ротор, полый цилиндрический пьезокерамический вибратор с электродами, разделенными по периметру не менее чем на три сектора, которые подключены к источнику многофазного напряжения, и деформируемый элемент, размещенный между цилиндрической поверхностью пьезокерамического вибратора и ротора, отличающийся тем, что, с целью повыщения КПД и стабильности вращения вибрбдвигателя, сектора электродов по среднему сечению пьезокерамического вибратора разделены на две равные части, которые выполнены клинообразной формы с верщинами, обращенными среднему сечению, причем соседние участки электродов включены со сдвигом фаз равным 90°. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 573828, кл. Н 01 L 41/08, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 596813, кл. Н 01 L 41/08, 1976 (прототип). 3.Медников М. И. Вводы движения в вакуум. 1974, с. 105.

12

Mi.Z