Ультразвуковой шаговый двигатель

Ультразвуковой шаговый двигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСА НИ Е!ii!5>i!>a

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено1-7.12.74 (21) 2084621/10

2 (51) М. Кл.

Н 011 41/10 с присоединением заявки №

Гевудауствевивй веметет

6вввта твевестрев СССР вв делам вэебретевве и втхрмтвй (23) Приоритет (43} Опубликовано 25.04.76. Бюллетень №1 5 (53) УДК 621,313.13:537.

° 228.1 (088,8) (45) Дата опубликования описания 02.09.76

O. И. Семенков, A. B. Василевский и О, В. Виноградов (72) Авторы изобретения (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике :тт автоматике и может быть использовано

1 ,для привода в позиционных автоматических

1 ,системах управления станков с цифровым программным управлением, графопостроите- б

< лей, устройствах наведения.

Известны устройства, работающие на пье\

:.зоэлементах: лентопротяжные механизмы, устройства для прижима носителей м агнит ной записи, пьезоэлектрические шаговые 10 двигатели (Ц и f2) °

Наиболее близким по своей конструкции и принципу действия к предлагаемому устройству является ультразвуковой линейный

:шаговый двигатель, is

Однако такой двигатель имеет ограниченность длины рабочего органа, что сужает сферу его применеия; двигатель линейный и не приспособлен передавать вращательное движение, что ограничивает его функциональ-ец ные возможности.

11ель изобретения — расширить область применения двигателя.

Это достигается тем, что в предлагаемом . двигателе пары пьезоэлементов выполнены в виде секторов, которые прикреплены к симметрично расположенным выступам фигурного диска, причем диск жестко насаже на ось вращения и расположен между двумя

t одинаковыми, жестко соединенными (напри-, мер, при помощи регулировочных винтов) между собой дисками, свободно насажейны »

;;ми на эту ось.

Для того, чтобы не гасились колебания пьезоэлементов, все диски выполнены из упругого материала.

На чертеже изображен предлагаемый Жал, говый ультразвуковой двигатель.

Двигатель состоит из рабочего органа 3j . (ось вращения), двух одинаковых стальных, дисков .2 и 3, жестко соединенных между собой регулировочными винтами 4 (всего

8 шт.} и свободно насаженных на рабочиА орган 1, стального диска 5, жестко насаженного на рабочий орган 1 и расположен ного между дисками 2 и 3, не касаясь их 1, четырех идентичных екторов, жестко прик

;репленных к выступам внутреннего диска

1 (например, при пбмощи клея), причем, каж . дый сектор в отдельности состоит из двух (71) Заявитель Институт технической кибернетики AH Белорусской ССР

Ультразвуковой п.вговый двигатель, содержаший BoBRpflî жесчко сo(- дш«тихие я«-.жду пьезоэлементов 6 и 7 . жестко скрепленных ность рабочего органа работать нод нагру между собой (например, при п.w щп клея). кой и не позволяет ему проскальзывать наУльтразвуковзй шаговый pBH1 BTBJtb раб;г» salt B MoMeHT сокрашения фиксаторов N Bo тает следуюшим образом, нрашения секторов в исходное положение

Электрическое напряжение одной полярнос-б (фиксаторы то одной, to другой пары симметс!ти подается одновременно на пьезоэлементы ричных секторов попеременно находятся в за6 (выполняюшие роль фиксаторов) и два сек- неплении с дисками 2 и 3). тора, расположенных симметрично друг другу. Функционально работа секторов связана

Пьезоэлементы 6 расширяются и входят а за .,следуюшим образом.

Непление со стальными дисками 2 и 3. j0 На первую пару симметричных секторов

Затем напряжение той же полярности, но подается прямое напряжение и сектора повосдвинутое по фазе на 10-45 (сдвк" по фазе рачивают диск 5 и ось врашения 1 (рабочий о между напряжением, подаваемым на пьезоэле- орган) на один шаг относительно неподвижных менты 6 и 7 выбирается так, чтобы пьезоэле дисков 2 и 3 (диски 2 и 3 крепятся к любоменты 7 начинали свое движение только в мо,му основанию), затем на первую пару сектомент плотного зацепления пьезоэлементов 6 ров подается обратное напряжение и, сектора с дисками 2 и 3), подается на пьезоэлементы *, возврашаютси в исходное положение. В это

7 (выполняюших роль подвижки) этих же сек- .же самое время на вторую пару симметричных. торов. Пьезоэлементы 7 обоих секторов Рас секторов подается прямое напряжение, и она ширяются и поворачивают диск 5, а вместе с поворачивает дальше на один шаг диск 5 и иим ось 1 против часовой стрелки относитель» ось 1, После этого вторая пара возврашается но дисков 2 и 3 на один шаг, равный амплиту и исходное положение, а первая продолжает де колебания пьезоэлементов 7. Затем на вращать рабочий орган дальше вперед и так » пьезоэлементы 6 обоих секторов подается на-,далее. пряжеиие обратной полярности. Они сокрашают- Qatt вращения двигателя в обратную сто ,ся и выходят из зацепления с дисками 2 и 3. рону достаточно изменить полярность напри1

После этого напряжение той же полярности, жения на пьезоэлементах 7 относитель.lo нао" но сдвинутое по фазе на 10-45, подается на:пряжения, подаваемого на пьезоэлементы 6, пьезоэлементы 7 обоих секторов. I Они сокра- на обратную. передвигают уже пьезоэлементы 6 про Конструкдия двигателя позволяет изменять

:THB часовой стрелки на один шаг, Равный ам мошнос.n* и скорость двигателя в широких плитуде колебания пьезоэлементов 7, и тем пределах нри применении различных типов самым сектора возврашаются в исходное поло пьезоэлементов, а также любых других актив.» жение. ных элементов.

8 л >т момент, когда на пьезоэлементы 6 Таким образом, использование ультразвукепервой пары секторов подается обратное на» вого шагового двигателя расширяет функциопряжение, на пьезоэлементы 6 второй пары нальные возможности линейных шаговых двигасимметричных секторов подается напряжение телей, содержаших пьезоэлементы. прямое. Они расширяк тся и входят в запепле- Кроме того, такой двигатель лучше обычние- с дисками 2 и 3. Затем напряжение той же ..ных электрических шаговых двигателей, при- полярности. но сдвинутое по фазе на 10 45 меняемых в системах автоматики. подаетси на пьезоэлементы 7 втоРой паРы сеК- Он повышает на поРЯдок и выше частотУ

Тор» и эти пьезоэлементы, расширяясь, пово работы шаговых двигателей (20 + 100 кгн), Рачивают диск 5 и ось 1 относительно дисков что увеличивает максимальную скорость вра

2 и 3 против часовой стрелки еше на один шения, дает возможность плавного регулиро- :

I шаг. После этого, в такой же последователь вания величины шага от тысячных долей мик:ности на пьезоэлементы второй пары е"кторов ерона до десятков микрон, что позволяет регуподается обратное напряженке и, они воз- пировать скорость двигателя от ползучих сковрашаются B исходное положение. Ростей до максимальных, уменьшает время

Напряжение на вторую пару симметричныхР Разгона и останова, обеспечивает более вы- секторов подается в последовательности,,сокую точность позипиоиирования, предлагааналогичной первой пары, но сдвинутое иа емое конструктивное решение значительно т о унрощает изготовление шаговых двигателей. 180, что дает возможность использовать при работе двигателя, как положительную, у, так и отрицательную части синусоидь управ Формула изобретения ляюшего сигнала„а это увеличивает скорость врашения в два раза.

Кроче т:и н, наличие днух пер фпкентпров, работаю« :х попеременно, обеспечивает в

6 (.остави тель Е.Артамонова

Редактор Г.(.;ухова Техред З,Тараиенко Корректор Л,Котова

:(аказ 575 У Изд. ¹ ggg Тираж 963

Подписки

lIfilf ill fll Государствеииого комитета Совета Мииистров <.4.(I ио делам изоиретеиий и открытий

Москва, П ЖЬ, Раушская иаб., 4

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 собой щ,езоэлементы и рабочий орган, о т ,л и ч а ю и и Л с я тем, что, с целью рас-! ширения области применения двигателя, он

:выполнен в виде жестко насаженного на ра бочий орган металлического фигурного диска, б к симметрично расположенным выступам ко торого прикреплены пары пьезоэлементов, выполненные в виде секторов. фигурный диск помещен между двумя одинаковыми метал1 лическими дисками, свободно насаженными на 1 на рабочий ар(:Rf(, и жести 1 < и1и.ил< пны. и между собой, например, винтах и.

Источники информацтти, прилиты» но вни-. мание при экспертизе

l. Авторское свидетт льсч Во (((l М

396713, М.Кл. С 11 В 11/(i(I, прноритт т 29.08.73

2.Авторское свидетельство ГСТ.l Ч 353273, М.КЛ. С 11 И 15/43, приоритет

l29.09. 72