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

(54) ВИБРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к приборо Троению и предназначено для осущест вления точного вращательного движения. Известен вибродвигатель, содержащий корпус, ротор, пьезоэлектрические преобразователи, выполненные в виде кольца с электродами, разделенными на сектора, которые через фазовращатель подключены к блоку питания . Известен также вибродвигатель, содержащий корпус, установленные в нем ротор упруго сопряженный с ним кольцевой пьезокерамический преобразователь, электроды которого разделе ны на сектора, и блок высокочастотно го напряжения. Сектора электродов по ключены к блоку, высокочастотного напряжения через фазовращатель f2j. Однако в известном вибродвигателе при подаче напряжения на один из сек торов электродов часть пьезокерами-. ческого кольца, находящегося под .электродом, деформируется, а тем са мым деформирует соседние участки, вследствие чего из-за обратного пьезоэффекта на электродах этих участков образуются напряжения, последователь но вызывающие деформации кольца. Однако на электроды этих участков через некоторый промежуток времени (с передвинутой фазой) подается напряжение с фазовращателя, которое вызывает деформации кольца. Но момент подачи напряжения не совпадает с моментом образования напряжения от деформации вблизи лежащего участка, что приводит к уменьшению амплитуды колебания пьезокерамического кольца, а также и КПД вибродвигателя. Причем применение фазовращающего.устройства усложняет конструкцию. Целью изобретения является повышение КПД и упрощение конструкции блока питания. Поставленная цель достигается тем, что в вибродвигателе,, содержащем кор3nyci установленные в нем ротор, упруго сопряженный с ним кольцевой пьезоэлектрический преобразователь, электроды которого разделены на сектора, р блок высокочастотного напряжения, каждый электрод преобразователя разделен на три. сектора, длина одного из которых не превьшает 1/10 длины окружности пьезокерамическо о кольца, а блок высокочастотного на.пряжения подключен к одному из двух остальных секторов. На фиг. 1 изображен разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - разрез В-В на фиг. 1. . Вибродвигатель содержит корпус 1, ротор 2 в подшипниках 3, пьезокерами ческое кольцо 4, прикрепленное через держатель 5 и болт 6 к корпусу 1. Электроды пьезокерамическосо кольца разделены на три части 7-9, длина од ной из которых, например 7, не превышает 1/10 длины окружности пьезокераьщческого кольца 4, а к одной из остальных двух частей, например к ча ти 8, подсоединен блок высокочастотного напряжения 10. Вибродвигатель работает следующим образом. При включении блока высокочастотн го напряжения 10 питакнцее напряжение .подается на электрод 8. Часть кольца под злектродом 8 деформируется, что при в 1соких частотах возбуждения 1050 кГц способствует появлению как ра диальных, так и продольных волн, рас пррстранянщихся по этой части. На электродах 9 также образуется напряжение, которое впоследствии деформирует часть кольца 9 в обратную сто рону, а значит создает в этой части аналогичные, но смещенные по фазе во новые процессы. Продольные волны создают смещение частиц кольца 4 по касательной к окружности кольца, а радиальные волны создают смещение ча тиц в радиальном направлении. Сложение этих перпендикулярных смещений способствует образованию круговой ил эллиптической траектории перемещения частиц-кольца 4. При взаимодействии с ротором 2 пьезокерамическое кольцо 4 приводит его во вращательное движение. Однако продольные волны образуются в обоих направлениях, и по периметру кольца ложатся одна на другую. Из-за анизотропности материала пьезокерамического кольца 4 фазы наложения этих волн несколько отличаются друг от друга и поэтому они друг друга гасят., а это приводит к уменьшению КПД вибродвигателя. Для согласования фаз продольных волн выделена часть электр ода 7, в которой несколько удерживается продольная волна. Длина этой части электрода 7 определяется для каждого пьезокерамического кольца 4 индивидуально и не превышает 1/10 длиИы окружности кольца 4. Увеличение этой длины ухудшает КПД вибродвигателя. В предлагаемом устройстве по сравнению с известным КПД увеличился на 20-25%, при том упростилась конструкция блока питания, так как из нее исключен фазовращатель. . Формула изобретения Вибродвигатель, содержащий корпус, установленные в нем ротор, упруго сопряженный с ним кольцевой пьезоэлектрический преобразователь, электроды которого разделены на сектора, и блок высокочастотного напряжения, о т.ли ч ающ-и и с я тем, что, с целью повьш1ения КПД и упрощения конструкции вибродвигателя, каждый электрод преобразователя разделен на три сектора, длина одного из которых не превышает 1/10 длины окружности пьезокерамического кольца, а блок высокочастотного напряжения подключен к одному из остальных двух секторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № 1496713, кл. F 16 Н 17/00, опублик. 1967. 2.Авторское свидетельство СССР 595813, кл. Н 01 L 41/08, 1978 (прототип).

2

-,3

V/7///////////////////////////A

Ж

А-А