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

(54) ВИБРОДВИГАТЕЛЬ

I

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для .создания прецизионного вращательного движения.

Известен вибродвигатель 1, содержащий корпус и установленные в нем ротор, деформируемые элементы, кольцевые пьезокерамические преобразователи, упруго прижатые к ротору. Электроды преобразователей разделены на секторы и подключены к источнику многофазного напряжения. Деформируемые элементы выполнены в виде бащмаков с двумя цилиндрическими поверхностями, одной из которых они прикреплены к кольцевым пьезокерамическим преобразователям, а др.угой фрикционно сопряжены с поверхностью ротора.

Известен вибродвигатель (2), содержащий корпус и установленные в нем ротор, кольцевой пьезокерамический преобразователь, сопряженный с ротором .через деформируемый элемент и имеющий электроды, разделенные на сектора, подключенные к источнику переменного напряжения. Пьезокерамический преобразователь выполнен в виде биморфного кольца.

Недостатками известного двигателя являются небольшой КПД и необходимость

питания двигателя многофазным напряжением.

Целью изобретения является упрощение схемы питания и увеличение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус и установленные в нем ротор, кольцевой пьезокерамический преобразователь, сопряженный с ротором через деформируемый элемент и имеющий электроды, разделенные на сектора, подключенные к источнику напряжения,

ig площадь каждого из кольцевых электродов разделена на два равных сектора, один из которых разделен еще на четыре части, электрически соединенные между собой по диагонали, источник однофазного напряжения подключен к одной из диагоналей и не15 разделеному сектору противоположного электрода. Пьезокерамическое кольцо прикреплено к корпусу в узлах колебаний, а деформируемые элементы прикреплены к пьезокерамическому кольцу в пучностях его колебаний.

20 На фиг. 1 изображена схема устройств; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - схема подключения электродов пьезоэлемента к источнику переменного напряжения; на фиг. 4 и 5 деформации внутреннего периметра преобразователя; на фиг. 6 - направление движения башмаков. Устройство содержит корпус 1 и расположенный в нем ротор 2, к которому прижаты деформируемые элементы 3, 4, жестко прикрепленные к кольцевому пьезокерамическому преобразователю 5. Электроды преобразователя 5 разделены на два больших сектора 6, 7 и восемь меньших секторов 8- 15, которые через переключатель 16 подключены к источнику 17 высокочастотного однофазного напряжения. Работает устройство следующим образом. При подключении электродов преобразователя 5 к источнику напряжения 17 по цепи: выходная клемма источника 17, переключатель 16, секторы 8, 11 и 12, 15 и заземленые секторы 6, 7 электродов, в пьезокерамическом кольце 5 возникает стоячая волна деформации второй моды. На фиг. 4 и 5 показаны деформации внутреннего периметра преобразователя 5 (непрерывная линия соответствует моменту времени t О, рная линия - моменту t -у-, где пунктирная линия - моменту i V;, где Т - период- возбуждаемых колебании пьезокерамического кольца при вращении ротора вибродвигателя влево или вправо соответственно). В местах наиболее интенсивных колебаний кольца 5 прикреплены деформируемые элементы (башмаки) 3, направления движения которых показаны на фиг. 6. (непрерывная линия при вращении ротора влево, пунктирная - при вращении ротора Vт-V.вправо). При таком движении башмаков ротор получает косые удары и начинает вращаться влево или вправо в зависимости от направления ударов. Крепление кольца 5 к корпусу производится в узлах колебаний. Реверсирование осуществляется переводом положения переключателя 16. При этом к источнику 17 подключаются секторы 10, 9 и 14, 13 электродов кольца 5, происходит перераспределение стоячей волны деформации, и ротор вращается в обратном направлении. Разделение каждого из круговых электродов кольцевого преобразователя на два равных сектора, один из которых разделен еще на четыре части и при электрическом соединении этих частей по диагонали позволяет использовать для питания вибродвигателя однофазный высокочастотный генератор, исключая схемы формирования многофазного напряжения, что позволяет упростить схему питания и повысить КПД устройства. Испытания макета вибродвигателя показали, что при упрощении схемы питания вибродвигателя КПД повышается на 10-157о по сравнению с известным и дости-гает 0,6 при сохранении других технических показателей. Формула изобретения Вибродвигатель, содержащий корпус и установленные в нем ротор, кольцевой пьезокерамический преобразователь, соединен ьш с ротором через деформируемый элемент и имеющий электроды, разделенные на сектора, подключенные к источнику переменного напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы питания и увеличения КПД вибродвигателя, площадь каждого из кольцевых электродов пьезокерамического преобразователя разделена на два равных сектора, один из которых разделен еще на четыре части, электрически соединенные между собой по диагонали, источник однофазного переменного напряжение подключен оtf к одной из диагоналей н неразделенному сектору противоположного электрода, причем пьезокерамическое кольцо прикреплено к корпусу в узлах колебаний, а деформируемые элементы прикреплены к пьезокерамическому кольцу в пучностях его колебаний. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2558281/18-25, кл. Н 01 L 41/08, Н 02 N 11/00, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР № 595817, кл. Н 01 L 41/08, Н 02 N 11/00, 1976 (прототип).

fff.