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

Изобретение относится к электрическим двигателям и, в частности, мо жет быть применено в приводах лентопротяжных механизмов. Известно устройство для получения вращательного движения относительно неподвижного основания 1, состоящее из волновой певедачи с деформируемым элементом и электромеханического привода, образованного, по край ней мере, тремя пьезоэлектрическими стержневыми преобразователями, расположенными симметрично относительно оси передачи, опертыми одним концом в неподвижное основание, а другим концом - в деформируемый элемент. Недостатком устройства является малый крутящий момент, так как част создаваемого преобразователями усилия рассеивается на деформацию деформируемого элемента. Известен также вибродвигатель 2, содержащий статор, установленный на нем пьезоэлемент выполненны в виде пустотелого цилиндра с вырез ми и нанесенными на него электродам который фрикционно связан с ротором Цилиндрический пьезоэлемент известного двигателя имеет боковые вы резы, образующие систему из двух тор цовых колец и четырех прямоугольных перемычек с разделенными электродами так, что четыре сегмента на каждом кольце и четыре перемычки являются самостоятельными участками. Схема электрических соединений участков выполнена так, что диаметрально противоположные участки работают относительно друг друга в одинаковой фазе, рядом стоящие - в противоположной фазе образующие угол - сдвинутый на фазе переменного тока. Ротор выполнен в виде вала, закрепленного внутри цилиндра, и снабжен дополнительно упругими дисками, прижатыми к торцам цилиндра регулировочными гайками. Известный вибродвигатель создает малый крутящий момент из-за сравнительно небольших амплитуд колебаний пьезоэлемента. Целью изобрет гния является увеличение крутящего момента вибродвигателя. Поставленная цель достигается тем, что в известном вибродвигателе, содержащем статор, установленный на него пьезоэлемент,выполненный в виде пустотелого цилиндра с вырезами и нанесенными на него электродами, который фрикционно связан с ротором, вырезы пьезоэлемента образуют прямоугольные выступы с электродами, разделенными с внешней стороны на четыре равные прямоугольные части, соединенные по диагоналям выступов попарно, а ротор торцом прижат к выступам пьезоэлемента пружиной.

На фиг. 1 изображена схема преобразователя; на фиг. 2 - развертка пьезоэлемента с внешней стороны; на фиг, 3 - схема соединения электродов пьезоэлемента. .

Вибродвигатель содержит статор 1, пьезоэлемент 2, закрепленный в статоре 1, и выполненный в виде пустотелого цилиндра с прямоугольными вырезами, например трем.3, образующими выступами 3, на которые прикреплены (например, приклеены) из.носостойкие накладки 4 и 4 . С внутренней и внешней стороны на выступы 3 нанесены электроды, разделенные с внешней стороны на четыре равные прямоугольные части, соединенные по диагоналям выступов 3 попарно (см. фиг. 2). Ротор 5 торцом прижат к выступам 3 пружиной б.

Вибродвигатель работает следующим образом.

При подключении зажимов 7, 8 к генератору переменного напряжения (на черт, не показан) соединенные между собой попарно равные прямоугольные части пьезоэлемента 2, находящиеся на одной диагонали выступов 3, начинают совершать колебательные движения. Колебание подключенных .частей йьезоэлемента 2 является суммой продольных и-изгибных колебаний. При этом концы выступов 3 с наклеенными износостойкими накладками 4 совершают эллипсообразные движения, и ротор 5, взаимодействуяс накладками 4, начинает вращаться.

При подключении к Генератору зажимов 7, 9 начинают колебаться соединенные попарно прямоугольные части пьезоэлемента 2, находящиеся на другой диагонали выступов 3. В результате износостойкие накладки 4 также

сов.ершают эллипсообразные движения, но в противоположном направлении, и ротор 5 вращается в противоположном направлении.

Таким образом, реверс вращения с ротора 5 осуществляется путем подключения к генератору переменного напряжения одних или других (в зависимости , от требуемого направления вращения ротора 5) соединенных по диагоналям попарно равных прямоугольных частей пьезоэлемента 2-. Увеличение создаваемого вибродвигателем крутящего момента достигается за счет повышения амплитуды колебаний пьезоэлемента 2 и увеличения числа выступов

S 3 пьезоэлемента 2.

Исследования лабораторного макета показали, что созданный вибродвигатель позволяет увеличить крутящий момент на 30% по сравнению с из0-вгстными, а также обеспечить возможность реверсирования вращения ротора.

Формула изобретения

Вибродвигатель, содержащий статор, установленный на нем пьезоэлемент, выполненный в виде пустотелого цилиндра с вырезами и нанесенным на него электродами, который фрикционно связан с ротором, отличающийс я тем, что, с целью увеличения крутящего момента, вырезы пьезоэлемента:

5 образуют прямоугольные выступы с электродс1ми, разделенными с внешней стороны на четыре равные поямоугольные части, соединенные по диагонали выступов попарно, а ротор торцом

0 прижат к выступам пьезоэлемента пружиной .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 441975, кл. в 06 В 1/06, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 651435, кл. Н 01 L 41/05,

Н 02 N 11/00, 1977 (прототип).