Вибродвигатель
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союэ Советскик
Соцмалнстмчесмик
Реслублнк.
«>94974 1 (63) Дополнительное к авт. ид-ву (22) Заявлено 110379 (21) 2735296/18-25 с присоединением заявки NP (23) Приоритет
Опубликовано 070882. Бюллетень HP 29 (Я11 М. Кп.з
Н 01 Ь 41/08
H 02 N 11/00
Государственный комитет
ССС P но делам изобретений и открытий
t$3) УДК537 226.1 (088 ° 8) Дата опубликования описания 070882
P.В. Купчюнас, A -В.А. Буда, A.Ñ. Любинас, A.-Э.A. Жукас и К.М. Рагульскис (72) Авторы изобретения
- -.
Каунасский политехнический институт им Антанаса Сне(исус ." .Ю (71) Заявитель (54) ВИБРОДВИГАТЕЛЬ
Изобретение относится к приборо= строению и может быть использовано в маломощных исполнительных устройствах.
Известен вибродвигатель, содержащий ротор и пьеэокерамический преобразователь, выполненный в виде жестко закрепленного между двумя металлическими упругими пластинками биморфа, подключенный к источнику переменного напряжения ) 1).
Недостатки данного вибродвигателя состоят в том, что момент вращения ротора сравнйтельно небольшой, отсутствует возможность реверсирова-, ния ротора.
Известен также вибродвигатель, содержащий ротор, консольно закрепленный пьезоэлемент, выполненный в виде двух жестко скрепленных между собой гьеэокерамических пластин, генератор переменного напряжения и блок управления.
В известном двигателе крайние элек. троды пьезокерамических пластин пьезоэлемента соединены между собой через дроссель и подключены к генератору, а средний и крайние электроды параллельно подключены к выходу блока управления ) 2).
Недостатки данного вибродвнгателя состоят в том, что мощность его ограничена, так как на пьезоэлемент одновременно подаются два сигнала, возбуждающие продольные колебания и поперечный изгиб. Из-за этого также снижается его надежность, так как при изгибе возможно разрушение пьезоэлемента.
Цель изобретения — повышение мощности, надежности и расширение функциональных возможностей работы вибродвигателя °
Поставленная цель достигается тем, что в вибродвигателе, содержащем ротор, консольно закрепленный пьезоэлемент, выполненный в виде двух жестко скрепленных между собой пьеэокерамических пластин, генератор переменного напряжения и блок управления, двигатель содержит дополнительный второй консольно закрепленный пьезоэлемент, подключенный к указанному генератору, триггер и четыре вентиля, 25 причем второй пьезоэлемент соединены с первым пьезоэлементом прокладкой и прижат к ротору, а внешние электрода
его пластин подключены попарно к выходам вентилей, к входам вентилей
ЗO подключены соответственно прямой и
949 14 1
d 1
f 0,16 — у
1 В Б
60 где d — толщина;
L — длина;
7 F
Вл ° пло Гност ь
Ф модуль Юнга пьезоэлемента 5 .. инверсный выходы триггера и выход ге- нератора, а вход установки нуля и единицы триггера подсоединен к блоку управления.
На чертеже схематически изображен предлагаемый вибродвигатель. 5
Пьезоэлемент 1, подключенный к генератору 2 переменного напряжения, через прокладку 3 одним концом прижат к ротору 4 пьезоэлементом 5, выполненным н виде двух жестко скреп- 10 ленных между собой пьезокерамических пластин, внешние обкладки которых попарно подключены к выходам вентилей
6-9, -к входам которых подключены соответственно прямой и иннерсный вы- 5 ходы триггера 10 и .выход генератора 2 переменного напряжения. К входам установки нуля и единицы триггера 10 подключены выходы блока 11 управления
Вибродвигатель работает следующим образом.
При включении нибродвигателя сигнал с генератора 2 переменного напряжения одновременно подается на пьезо. элемент 1 и через открытые триггером
10 вентили 8 и 9 поступает в пьезоэлемент 5, выполненный в виде двух жестко скрепленных между собой пьезокерамических пластин, направление векторов поляризации которых совпадает. Во время удлинения пьезоэлемента 1 пьезоэлемент 5 изгибается и через прокладку 3 прижимает свободный конец пьезоэлемента 1 к ротору 4., Так как один конец пьезоэлемента 1 жестко закреплен, а другой сопряжен с ротором 4, из-за силы сухого трения между ними ротор 4 начинает вращаться с определенной скоростью. При реверсе вращения ротора 4 сигнал иэ блока 11 управления поступает на входы тригге- 4О ра 10, который высоким уровнем сигнала .открывает вентили 6 и 7, тем самым закрывая вентили 8 и 9. Сигнал с генератора 2 через открытые вентили 6 и 7 подается на пьезоэлемент 5, ко- 45 торый но время его укорачивания принуждает ротор 4 вращаться в противоположном направлении.
Виброднигатель будет работать н том случае, когда резонансная часто- 50 та изгибных колебаний пьезоэлемента
5 совпадает с резонансной частотой продольных колебаний пьезоэлемента 1 т е Г02 fz Резонансная. частота изгибнйх колебаний f пьезоэлемента 55 Ег.
5 онределяетс я:
В свою очередь резонансная частота продольных колебаний Е„ должна совпадать с частотой изгибных .колебаний f> пьезоэлемента 1. Частоты обоих типон колебаний определяютсЯ: (и/23) Е/-)/цр;
-. г л РмОтГл-.ж где n — номер моды колебаний;
8 — длинау
1. †:плотность;
Š— модуль Юнга;
m — число узлов колебател» юй скорости;
Ф вЂ” коэффициент Пуассона;
t — толщина пьезоэлемента 1.
Сила воздейл твия Глз„пьезоэлемента 5 на пьезоэлемент 1 определяется:
3 а> а
e6ã. 4 Ве 1 где d — пьезомодуль у
ЯД вЂ” модуль Юнга;
U — напряжение питания;
1 — длина;
d — толщина;
b — ширина пьезоэлемента 5.
Таким образом, использование в вибродвигателе двух пьезоэлементон позволяет увеличить надежность работы и повысить мощность на 30-40Ъ.
Также расширены функциональные возможности работы ниброднигателя создана возможность вращать ротор
:.как н прямом, так и в обратном нап равлении.
Формула изобретения
Вибродвигатель, содержащий ротор, консольно закрепленный пьезоэлемент, выполненный в виде двух жестко закрепленных между собой пьезокерамических пластин, генератор переменного напряжения и блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности, надежности и расширения функциональных воэможностей, он содержит дополнительно второй консольно .закрепленный пьезоэлемент, подключенный к указанному генератору, триггер и четыре вентиля, причем второй пьезоэлемент соединен с первым пьезоэлементом прокладкой и прижат к ротору, а внешние электроды его пластин подключены попарно к выходам вентилей, к входам вентилей подключены соответственно прямой и инверсный выходы триггера и выход генератора, а вход установки нуля и единицы триггера подсоединен к блоку управления.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 625273 кл. Н 01 L 41/10, 1976.
2. Авторское свидетельство СССР
9.668031, кл. H 01 L 41/10, 1978.
94974 I
Составитепв Б. Баев
Редактор C.Тараненко Техред М.Тепер Корректор r. Огар
Заказ 5763/43 Тираж 761 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
l13035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д.4/5
Фи.".лая ППП Патент, г.у кгород, ул.Проектная, 4