Вибродвигатель
Иллюстрации
Реферат
ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ1! ЛЬСТ8У
Союз Советск их
Социалистических
Республик
<и>968869 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлеио03.02.81 (21) 3283516/18 25 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 23 10.82. Бюллетень № 39 (51)М. Кл.
Н 01 4 41/08
Н 02 N 11/00
1Ьеудэрствпеь41 квинтет
СССР ао двлам нзю4рвтвннй
N аткрнтнй (53) УДК537.228..1(088.8) Дата опубликования оннсання 23.10.82 (72) Авторы изобретения
А. С. Любинас, P. В. Купчюнас, К. М. Рагульс
А,-Э. A. Жукас и К. И. Чичинскас
Каунасский политехнический институт им. Ант (71) Заявитель (54) ВИБРОДВИГАТЕЛЬ
1
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в маломощных исполнительных устройствах.
Известен вибропривод, содержащий корпус, размещенный в нем ротор, приводной пьезоэлектрический вибратор, подключенный к высокочастотному генератору, свободный конец которого прижат к ротору прижимной пружиной, дополнительный пьезоэлемент, резонансная частота которого в 20 - 25 раэ выше, чем рабочая частота приводного пьезоэлектрического вибратора, дополнительный высокочастотный генератор, блок синхронизации, причем допол« нительный пьезоэЛемент укреплен между концом пьезоэлектрического вибратора и прижимной пружиной, блок синхронизации, соединенный с высокочастотным генерато ром, подключен к входу дополнительного, генератора, к выходу которого подключен дополнительный пьезоэлемент 1 ) .
Недостатки этого вибродвигателя состоят в том, что укрепление дополнительного пьезоэлемента уменьшает добротность
2 основного пьезоэлемента, что увеличивает потоебляемую мощность и уменьшает надежность вибродвигателя.
Наиболее близким к предложенному является вибродвигатель, содержащий ротор, сопряженный с пьезопреобраэователем, подключенным к генератору переменного напряжения, который через аттенюатор подключен к формирователю импульсов, и дополнительный высокочастотный генератор. Выход формирователя импульсов соединен с одним из входов вентиля, к другому входу которого подключен допол нительный;высокочастотйый генератор, а выход вентиля подключен к обкладкам пьезопреобраэователя $2) . Недостатками этого устройства являют ся большая:потребляемая мощность и малая надежность, так как сигнал высокочастотного генератора поступает на весь пьезокерамический преобразователь, при этом из-за статической емкости преобразователя сильно шунтируется сигнал высо-. кочастотного генератора, что уменьшает
3 968869 4 резонансные колебания преобраэователй, преобразователя 2 в сторону ротора 1 оо толщине. С другой стороны протекаю, сигнал на алектроды 6 и 7 прямо и через
: щий высокочастотный ток нагревает пре- коммутатор 8 поступает с генератора обраэователь, что уменьшает его надеж- переменного напряжения 3. При этом
КОСТЬ. пьезопреобразователь во время одного .
Белью изобретения является уменьше полупериода питающего. напряжения сообние потребляемой мощности и увеличение. щает ротору 1 крутящий момент, т..е. надежности вибродвига телят совершает полезную работу. Во время втоПоставленная цель достигается тем, рого полупериода наконечник преобразовачто в вибродвигателе, содержащем ротор, 10 теля 2 перемещается обратно и à тресопряженный с пьеэопреобраэователем, ния уменьшает крутящий момент. Но так подключенным к генератору переменного как условия трения при перемещении наконапряжения, который через аттенюатор нечника в одном и обратном направлении подключен к формирователю импульсов, и не одинаковы, ротор 1 начинает вращатьдополнительный высокочастотный генера- I5 ся.оВо втором полупериоде сигнал с генеI тор, один электрод пьезопреобразователя pampa 3 через аттенюатор 4 и формироразделен поперек на две неравные части, ватель импульсов 5 подается на управляюк меньш и части которого, соответствую- щие входы коммутатора 8 и высокочастотщей длине полуволны одной из высших ного генератора 9. Сигнал с формироватенечетных гармоник продольных колебаний 20 ля 5 возбуждает генератор высокочастотпьеэопреобразователя и находящейся на ных.колебаний 9, прерывает связь генесоприкасающемся с ротором конце преоб- ратора 3 с малым электродом 6 и приразователя, подключен выход дополнитель- соединяет к части 6 выход высокочастотно введенного коммутатора, один вход ного генератора 9. Так как пьезокерамикоторого подключен к выходу генератора р5 ческие преобразователи, используемые в переменного напряжения; а другой вход - вибродвнгателях, работают на частотах к Выходу высокочастотного генератора, основного резонанса или нечетных гармоуправляющий вход которого соединен с ник (большие резонансные амплитуды поуправляющим входом коммутатора и с вы- лучаются только на нечетных гармониках), ходом формирователя импульсов. З0 то для уменьшения потерь энергии и доНа чертеже представлена схема вибро- стижения больших амплитуд колебаний надвигателя. конечника частота высокочастотного геРотор 1 сопряжен с преобразователем нератора 9 соответствует частоте одной
2, подсоединенным к генератору перемен- из высших нечетных гармоник, например ного напряжения 3, который через атте- пятой или седьмой гармонике, продольных нюатор 4 подключен к формирователю им- колебаний пьезопреобразователя 2. Соот35 пульсов 5., Один электрод пьезопреобразо- ветственно по используемой частоте сигвателя 2 разделен поперек на две нерав- нала высокочастотного генератора 9 и ные части 6 и 7, к меньшей части 6 длине пьезопреобразователя 2 подбирается пьеэопреобразователя 2, соответствующей длина электрода меньшей части 6, равная
40 длине полуволны одной из высших нечет длине полуволны одной из высших нечет ных гармоник продольных колебаний пре- ных гармоник пьезопреобразователя. Когда образователя 2 и находящейся ю сопри- . сигнал высокочастотного генератора 9 покасающемся с ротором конце преобразова- дается на часть 6 пьезопреобразователя тели 2, подключен выход коммутатора 8, 2, наконечник начинает колебаться в проодин вход которого подключен к выходу дольном направлении с высокой частотй, 45 генератора переменного напряжения 3, а а вместе с тем сужаться или расширятьдругой вход - к выходу высокочастотного ся по толщине, т. е. совершать высоко» генератора 9. Управляющий вход блока 9 частотные колебания по толщине. Частота соединен с управляющим входом комму- .. колебаний по толщине равна частоте протатора 8 и с выходом формирователя им- дольных колебаний наконечника пьезокера50 пульсов 5. мического пьезопреобразователя 2. Таким
Вибродвигатель работает следующим образом, во время второго полупериода, образом. сигнал высокочастотного генератора 9 в
При подаче сигнала питания с генера- меньшей части 6 возбуждает колебания по тора 3 переменного напряжения к пьезо- 55 толщине, что уменьшает силу трения межкерамическому преобразователю 2 он со- ду преобразователем 2 и ротором 1, тем вершает резонансные продольные колеба самымуменьшаяпотребляемуюмощностьот ния. При перемещении наконечника пьезо- генераторавысокочастотныхколебаний9.
5 968869 6
При этом во время отключения гене- чить надежность по сравнению с известратора переменного напряжении 3 от . ными техническими решениями. меньшей части 6 резонансная частота механических колебаний пьезопреобразователя 2 не изменяется, так как Формула изобретения
i 5. =э-
C С55 > (1)
C =С
6 . ре
E » 4s q (2)
15 где S= Уп 6 /.2 И2; — последовательная эквивалентная
5 индуктивность преобразователя;
С вЂ” последова тельная эквивалентная емкость преобразователя;
- длина преобразователя;
0 — длина укороченных электродов;
Е - частота последовательного резо25 нанса преобразователя- 2.
Статическая емкость С" части 6 меньше, чем преобразователя 2, следовательно, сигнал высокочастотного генератора 9 шунтируется меньше. Таким образом, умень З0 шается высокочастотный емкостный ток, из-за которого пьезопреобраэователь 2 дополнительно. нагревается, уменьшая надежнос ть.
Экспериментальные исследования по- у казали, что предложенный вибродвигатель позволяет уменьшить потребляемую мощ. - ность на 40 - 50 и значительно увели«
Вибродвигатель, содержащий ротор, сопряженный с пьезопреобраэователем, подключенным к генератору переменного напряжения, который через аттенюатор подключен к формирователю импульсов, и дополнительный высокочастотный генератор, отличающийся тем, что,. с целью уменьшения потребляемой мощнос- ти и повышения надежности, один электрод пьезопреобразователя разделен поперек на две неравные части, к меньшей части которого, соответствующей длине полуволны одной из высших нечетных гармоник продольных колебаний пьезопреобразователя и расположенной на соприкасающемся с ротором конце пьезопреобраэователя, подключен выход дополнительно введенного коммутатора, один вход которого подклк чен к выходу генератора переменного напряжения; а другой вход — к выходу высокочастотного генератора, управляющий вход которого соединен с управляющим входом коммутатора и с выходом формирователя импульсов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР, М 744791, кл. Н 01 L 41/08, :Н 02 N 11/00, 1978.
2. Авторское свидетельство СССР
N 698079, кл. Н 01L41/08, 1978 (прототип) .
ВНИИПИ Заказ 81
Тираж 761 Подписное
Филиал ППП "Патент, Iã. Ужгород,ул. Проектная,4