Устройство шагового позиционирования Советский патент 1983 года по МПК H02N2/04 H01L41/09 

(54) УСТРОЙСТВО ШАГОВОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для создания точного шагового перемещения в системах автоматики.

Известно устройство для линейного перемещения, содержащее перемещаемый объект, взаимодействующий с вибровозбудителями, подключенными к генератору электрических колебаний, в котором к перемещаемому объекту жестко прикреплены три возбудителя. Один из них прикреплен к перемещаемому объекту так, что направление его вибраций совпадает с направлением движения перемещаемого объекта, второй жестко прикреплен к первому так, что направ ление его вибраций перпендикулярно к направлению .движения, третий возбудитель жестко прикреплен к перемещаемому объекту и расположен над вторым вибровозбудителем так, что направление его вибраций также перпендикулярно к направлению движения 1.

Недостатком этого устройства является невозможность осуществления точного перемещения с заранее заданным шагом.

Известно также устройство шагового позиционирования, содержащее основание, направляющую, укрепленную

на основании и соединенную с пьезоэлементом, и каретку, установленную на направляющей. Каретка выполнена в виде прямоугольной плиты, а направляющая - в виде ребер, образованных вырезами в основании, на боковых сторонах которых укреплены пьезоэлементы 2.

Недостатками известного устройст10ва являются невысокая точность перемещения и сложность конструкции.

Цель изобретения - повышение точности перемещений и упрощение конст-, рукции.

15

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве шагового позиционирования, содержащем основание, направляющую, укрепленную на основании и соединенную с пьезоэлементом, и

20 каретку, установленную на направляющей, направляющая выполнена в виде круглого стержня, один торец которого жестко закреплен на основании/ а к второму, свободному, торцу прикреп25лен пьезоэлемент, при этом каретка выполнена в виде кольца, охватывающего направляющую.

На фиг. 1 показано устройство шагового позиционирования; на фиг. 2 Ю .характер колебаний стержня (а. - полная стоячая волна с двумя узлами ко лебаний; б - полная стоячая волна с тремя узлами колебаний; В - полная стоячая волна с -h узлами колебаний) ,

Устройство содержит направляющую 1 в виде круглого стержня, соединенную с пьезоэлементом 2 одним торцом, а другим торцом жестко закрепленную на основании 3, и каретку 4, выполненную в виде кольца, охватывающего направляющую 1.

Устройство шагового поэициониро вания работает следующим образом.

При подаче напряжения от генератора электрических колебаний (не показан) к пьезоэлементу 2, настроенному на резонансную частоту продольных колебаний направляющей 1, л ней возбуждается стоячая волна (фиг. 2).

За счет вибрртранспортирующйх свойств кольцо 4 передвИнетря в узловую точку, которая находится на наименьшем расстоянии. Длина шага позиционирования зависит , где 1 длина направляющей;

,3,4... , .

k - мода колебаний. Величину шага позиционирования возможно подбирать в .широком диапазоне, как комбинацию различных длин волн 1/2, 1/3, 1/k (фиг. 2а, 6,6).

Выполнение направляющей в виде круглого стержня, на торце которого

укреплен пьезоэлемент, а каретки - з виде кольца, охватывгиощего направл ющую, существенно упрощает конструкцию устройст,ва, по сравнению с прото-) типом. При этом, четкое задание узловых точек, в которые перемещается каретка повышает точность перемещения.

Формула изобретения

Устройство шагового позиционирования, содержащее основание, направляющую, укрепленную на основании и соединенную с пьезоэлементом, и каретку, усгтановленную на направляющей отличающееся тем, что, с целью повышения точности перемещений и упрощения его конструкции, направляющая выполнена в виде круглого стежня, один торец которого жестко закреплен на основании, а к.второму, свободному,, торцу прикреплен пьезоэлемент, при этом каретка выполнена в виде кольца, охватывгиощего направляющую.:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 780245, кл. Н 05 К 13/02, 1977 (прототип).