Магнитострикционное устройство угловых перемещений Советский патент 1981 года по МПК H01L41/12 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как исполнительный элемент в узлах высокоточных систем автоматической юстировки оптических квантовых генераторов, в оптико-механических устройствах, в системах автоматического наведения, для коррекции кинематических цепей в высокоточных станках и т. д.

Известен магнитострикционный привод, содержащий магнитостриктор, катушку возбуждения, плавающий червяк, предназначенный для отработки больших углов I.

Однако с его помощью невозможно отрабатывать малые точные угловые перемещения.

Известно также магнитострикционное устройство угловых перемещений, содержащее основание, закрепленный на основании магнитострикционный движитель с обмоткой возбуждения и рычажную передачу в виде планки, жестко связанной с движителем. В известном устройстве движитель выполнен в виде консольно закрепленного многопластинчатого линейного магнитостриктора, а рычажная передача - в виде планки, один конец которой жестко соединен с движителем, а с другого снимается перемещение при повороте планки вокруг неподвижной оси 2.

Недостатком данного устройства является то, что точность отработки им заданного углового перемещения ограничена из-за наличия люфта и трений в месте соединения неподвижной оси и планки рычажной передачи. Это особенно сказывается в динамическом режиме работы устройства. Кроме того, по мере увеличения углового перемещения действие магнитострикционной силы,

to создаваемой движителем, отклоняется от перпендикулярного к планке рычага направления, что приводит к возникновению изгибьых деформаций движителя и планки, а следовательно, и к погрешности, при отра,5 ботке заданного углового перемещения. Причем наличие температурной ошибки, возникающей вследствие теплового расщирения магнитострикционного движителя и планки рычажной передачи, снижает точность работы данного устройства.

20

Целью изобретения является повышение точности отработки угловых перемещений магнитострикционным устройством. Поставленная цель достигается тем, что в магнитострикционном устройстве угловых перемещений, содержаолем основание, закрепленный на основании магнитострикционный движитель с обмоткой возбуждения и рычажную передачу в виде планки, жестко связанной с движителем, движитель выполнен в виде кольца, разделенного на четыре равные части, причем любые две соседние части изготовлены из материалов с разными по знаку коэффициентами магнитострикции, при этом стыки частей, лежащие по одному из диаметров кольца, соединены упомянутой планкой рычажной передачи, снабженной выходной осью, а основание выполнено также в виде планки, соединяющей по диаметру два других стыка частей кольца. Кроме того, все части кольца и обе планки выполнены из материалов с одинаковыми коэффициентами теплового расщирения. На чертеже схематично, в двух проекциях, изображено устройство угловых перемещений. Магнитострикционное устройство угловых перемещений содержит магнйтострикционный движитель в виде кольца, состоящего из четырех равных частей, две из которых 1 и 2 выполнены из материала с положительными коэффициентами магнитострикции, а части 3 и 4 - из материала с отрицательным коэффициентом магнитострикции, обмотку возбуждения 5, равномерно по периметру намотанную на движитель, планку рычажной передачи 6, которая изготовлена заодно с выходной осью 7 и соединяет два противоположных стыка движителя, а также соединяющую два других стыка движителя планку 8, в, середине которой производится жесткое/ крепление движителя, а следовательно, и всего устройства. На второй проекции обмотка возбуждения не показана. При подключении обмотки возбуждения 5 к источнику постоянного тока в движителе возникает направленное по окружности магнитное поле, и вследствие линейного магНитострикционного эффекта все части составного кольца изменяют в направлении действия поля свою длину. При этом части 1 и 2, выполненные из материала с положительным коэффициентом магнитострикции, удлиняются, а части 3 и 4, выполненные из материала с отрицательным коэффициентом магнитострикции, укорачиваются. Это приводит к TOiyiy, что стыки частей 1, 3 и 2, 4 движителя перемещаются по окружности на некоторый угол, а планка б вместе с выходной осью 7 поворачивается на тот же угол. При наложении на постоянный ток переменного тока выходная ось совершает угловое колебательное движение с частотой, равной частоте переменного тока. Если обмотка 5 подключена только к источнику переменного тока, то выходная ось 7, вследствие четности магнитострикционного эффекта, соверщает угловые колебания с удвоенной частотой. Использование предложенного устройства в высокоточных системах микроперемещений позволяет повысить точность отработки угловых перемещений за счет исключения подвижного соединения в рычажной передаче и устранения изгибных деформаций. Малая температурная погрещность устройства дает возможность не предъявлять особых требований к температурному режиму его работы. Формула изобретения 1.Магнитострикционное устройство угловых перемещений, содержащее основание, закрепленный на основании магнитострикционный движитель с обмоткой возбуждения и рычажную передачу в виде планки, жестко связанной с движителем, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности отработки угловых перемещений, движитель выполнен в виде кольца, разделенного на четыре равные части, причем любые две соседние части изготовлены из материалов с разными по знаку коэффициентами магнитострикции, при этом стыки частей, лежащие по одному из диаметров кольца, соединены упомянутой планкой рычажной передачи, снабженной выходной осью, а основание выполнено также в виде планки, соединяющей по диаметру два других стыка частей кольца. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что все части кольца и обе планки выполнены из материалов с одинаковыми коэффициентами теплового расщирения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 125722, кл. В 23 В 23/02, 1959. 2.Чуриков А. П. Расчет магнитострикционного привода поворота узла станка. «Станки и инструмент, 1969, № 11, с. 17- 18 (прототип).