Вибродвигатель Советский патент 1982 года по МПК H02N2/12 H01L41/09 

(5) ВИБРОДВИГАТЕЛЬ

I

Изобретение относится к приборостроению и может быть применено в прецизионных устройствах в качестве привода.

Известен вибродвигатель, содержащий пустотелый ротор, упругий че тырехгранный стержень, к граням которого прикреплены пьезокерамические пластины, образующие с упругим стержнем изгибной биморф, подвижный конец которого сопряжен с ротором. Пьезоэлементы подключены к многофазному истомнику высокочастотного напряжения il .

Недостатком вибродвигателя является повышенная жесткость биморфа,образованного упругим стержнем и пьезокерамическими пластинами, уменьшающая амплитуду перемещения подвижного конца, что приводит к повышению потребления энергии, т.е. уменьшению КПД и мощности вибродвигателя,

Известен вибродвигатель «содержа щий корпус и установленные в нем

ротор, сопряженный с упругим элементом, и стержневые пьезокерамичесч кие преобразователи, расположенные симметрично относительно оси упругого элемента перпендикулярно к ней и подключенные к многофазному источнику высокочастотного напряжения. Пьезокерамические стержни одним концом закреплены в корпусе, а другим оперты в деформируемый элемент, выtoполненный в виде кольца охватывающего ротор, Пьезокерамические стержни, последовательно деформируя стенку полого цилиндрического элемента, создают бегущую волну деформации, .

IS которая приводит ротор во вращательное движение 2.

Недостаток известного устройства состоит в том, что при деформации стенки упругого элемента из-за

20 внутреннего трения поглощается большое количество энергии, а также то, что из-за закрепления обоих концов пьезокерамических стержней резко

ухудшается их характеристика добротности, и в резонансном режиме пьезокерамические стержни вибрируют с малой амплитудой, что уменьшает мощность и повышает расход энергии.

Цель изо,бретения - повышение мощности и КПД вибродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в вибродвигателе, содержащем корпус и установленные в нем ротор, сопряженный с упругим элементом и стержневые пьезокерамические преобразователи, расположенные симметрично относительно оси упругого элемента перпендикулярно к ней и подключенные к многофазному источнику высокочастотного напряжения, упру.гий элемент выполнен в виде стержня, на котором жестко закреплен диск с прорезями для крепления стержневых пьезокерамическйх преобразователей. На фиг. 1 изображено устройство, разрез А-А на фиг.2; на фиг. 2 разрез Б-Б на фиг. 1; на фи.г. 3 разрез В-В на фиг.1; на фиг.А - траектория перемещения подвижного конца упругого стержня.

Вибродвигатель содержит корпус 1 в котором размещен ротор 2, цилиндрический упругий стержень 3 с концентрически надетым и жестко зафиксированным на нем диском , на цилиндрической поверхности которого образованы прорези, в которых одним концом закреплены стержневые пьезокерамические преобразователи 5tПOДключенные к многофазному источнику высокочастотных колебаний.

Вибродвигатель работает следующим образом.

При включении многофазного источника высокочастотного напряжения напряжение подается на стержневые пьезокерамичебкие преобразователи 5 со сдвигом фаз соответственно их положению относительно окружности упругого стержня 3. Преобразователи 5 начинают вибрировать и приводят подвижный конец упругого стержня 3

В круговые колебания вокруг своей оси (см. фиг.). Эти перемещения упругого стержня при взаимодействии подвижного конца стержня 3 с ротором 2 приводят последний во вращательное движение. Собственная частота изгибных колебаний стержня Ц подбирается равной резонансной частоте продольных колебаний преобразователей 5- Так как стержневые пьезокерамические преобразователи 5 прикреплены только одним концом, а жесткость упругого стержня 3 вследствие его относительно большой длины мала, то в резонансном режиме подвижный конец стержня движется с большей.амплитудой, что позволяет при меньших затратах энергии повысить мощность вибродвигателя.

Эксплуатационные исследования показали, что при сравнении с прототипом мощность увеличена на 20-25%, а КПД на 10-122;.

Формула изобретения

Вибродвигатель, содержащий корпус и установленные в нем ротор, сопряженный с упругим элементом, и стержневые пьезокерамические преобразователи, расположенные симметрично относительно оси упругого элемента перпендикулярно к ней и подключенные к многофазному источнику высокочастотного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности и КПД, упругий элемент выполнен в виде стержня,на котором жестко закреплен диск с прорезями для крепления стержневых пьезкерамическйх преобразователей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Авторское свидетельство СССР № , кл. В 06 В 1/06, 1972 (прототип).