Мартенситный двигатель

 

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности мартенситных двигателей и может быть использовано в качестве привода в различных технических объектах, например в робототехнических системах или рулевых комплексах. Двигатель содержит опору 1 и закрепленные на ней одними концами по меньшей мере два термочувствительных элемента 2 и 3 из материала, проявляющего память формы дуги окружности, установленных с возможностью работы в противофазе, с эластичным тепло-электроизолятором 4 между ними. Э 2 и 3 связаны между собой теплоизоляционным фиксатором в виде неэлектропроводных обойм 5 и соединенных с посдедними гибких продольных связей. Э 2 и 3 выполнены в виде параллельных участков, последовательно соединенных между собой изогнутыми участками. Все изогнутые участки с одной стороны Э снабжены электрическими контактами, попарно подключенными к источнику электропитания. При нагреве одного из Э 2 и 3 он изгибается, увлекая за собой другой Э и перемещая захват 7 промышленного робота. Подключением различных участков Э 2 и 3 к источнику электропитания можно также добиться плавного управляемого изгиба связанной с Э пластины, например пера руля, без разрыва поверхности, что обеспечивает уменьшение шумообразования и вибрации. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Н) 1 S>)S F 03 с 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4464880/25-06 (22) 16.06.88 (46) 30.04.90. Бюл. )г 16 (72). А.В. Остапенко, E.Ï. Носов, А.К. Синадино, А.В. филиппов, H.Ï. Афонин, А.С. Перевозник и А.А. Емельянов . (53) 621.486(088.8) (56) Патент США 11 3403238, кл. 60/527, опублик. 1969.

Авторское свидетельство СССР

1) 1270410, кл. F ОЗ 0 7/06, 1985. (54) МАРТЕНСИТНЦЙ ДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение позволяет расширить функциональные возможности мартенситных двигателей и может быть использовано в качестве при ода в различных технических объектах, например в робототехнических системах или рулевых комплексах. Двигатель содержит опору

1 и закрепленные на ней одними концами по меньшей мере два термочувствительных элемента 2 и 3 из материала, проявляющего память формы дуги окруж2 ности, установленный с возможностью работы в противофазе, с эластичным теплоэлектроизолятором 4 между ними.

3 2 и 3 связаны между собой теплоизоляционным фиксатором в виде неэлектропроводных обойм 5 и соединенных с последними гибких продольных связей.

Э 2 и 3 выполнены в виде параллельных участков, последовательно соединенных между собой изогнутыми участками.

Все изогнутые участки с одной стороны Э снабжены электрическими контактами, попарно подключенными к источнику электропитания. При нагреве одного из 3 2 и 3 он изгибается, увлекая за собо" друго" 3 и перемещая захват 7 промышленного робота. Подключением различных участков Э 2 и 3 к источнику электропитания можно также добиться плавного управляемого изгиба связанной с 3 пластины, например пера руля, без разрыва поверхности, что обеспечивает шумообразования и вибрации. 1 з.п. Ф-лы, 8 ил.

1560787

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тепловым двигателям с термочувствительными элементами из материала, проявляющего тер5 момеханическую память формы, и может быть использовано в качестве привода в различных технических объектах, например в робототехнических системах или рулевых комплексах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

На Фиг. 1 схематично представлен предлагаемый двигатель с.термочувствительными элементами, работающими 1 в толкающем режиме; на Фиг. 2 - то же, с элементами, работающими в тянущем режиме; на фиг. 3 - вариант выполнения двигателя без взаимной кинематической связи между его элементами >О в положении после рабочего хода левого термочувствительного эле>мента в толкающем режиме; на фиг. 4 — предлагаемый двигатель с фиксатором в виде охватывающих элементы обойм и с захва- 25 том промышленного робота, осевой разрез; на Фиг. 5 - разрез A-A на фиг.4; на Фиг. 6 - термочувствительный элемент двигателя с двумя параллельными участками", на фиг. 7 — то же, с множе-g0 ством последовательно соединенных параллельных участков; на фиг. 8 - вариант использования двигателя в рулевом комплексе подводного аппарата.

Двигатель содержит опору 1 и закрепленные на ней одними своими концами по меньшей мере два термочувствительных элемента 2 и 3 из материала, проявляющего эффект памяти формы дуги окружности (показано на фиг. 1 40 и 2 пунктирными линиями), установленные с возможностью работы в противофазе. По поверхности раздела элементов

2 и 3 установлен эластичный теплои электроизолятор 4 (из пористой рези-4 ны, фторопластовой ленты или тонкого текстолита). Элементы 2 и 3 (Фиг. 4 и 5) связаны между собой с возможностью эквидистантного взаимного перемещения теплоизоляционным Фиксатором в виде охватывающих элементов 2 и 3 и расположенных с зазором по их длине неэлектропроводных обойм 5 и соединенных с последними гибких продольных связей 6. Обоймы 5 могут быть выполнены из текстолита, фарфора, фторотроса или резинового жгута. Связи б служат для Фиксации положения обойм 5 вдоль оси элементов 2 и 3. На противоположном относительно опоры 1 конце элементов 2 и 3 в случае использования двигателя в качестве привода гланипуллтора может быть закреглен захват

7 про>лышланного робота. Элементы 2 и 3 выполнены в виде параллельных участков 8, последовательно соединенных между собой изогнутыми участками

9. Все изогнутые участки 9, расположенные с одной стороны элементов 2 и

3, .снабжены электрическими контактами 1О. Элементы 2 и 3 могут быть изго. товлены (фиг. 6) из пластины с продольным пазом 11, при этом каждая половина пластины снабжена электрическим контактом 10. Элементы 2 и 3 могут быть изготовлены также из проволоки (Фиг. 7) путем поочередного загиба ее участков 8 параллель но один другому, Элементы 2 и 3 из проволоки помещают в резину или полиуретан ° Все контакть> 10 попарно подключены к источнику электрического напряжения U.

При использовании двигателя в рулевом комплексе подводного аппарата 12 (Фиг. 8) в качестве опоры 1 служат его горизонтальные и вертикальные стабилизаторы 13 и 14 соответственно.

При установке элементов 2 и 3 для работы в тянущем режиме (фиг. 2) Фиксатор в виде обойм 5 и связей 6 необходим для обеспечения хопостого хода элементов 2 и 3 и работоспособности двигателя при его многоразовом использовании. При установке элементов 2 и 3 для их работы в толкающем режи>ле (фиг. 1) такой фиксатор также служит для предотвращения нарушения работоспособности двигателя при повторении

его рабочих циклов из-за неравномерного изгиба элементов 2 и 3 при их рабочем ходе с накоплением необратимых пластических деформаций (фиг, 3), Двигатель работает следующим образом.

При нагреве одного из элементов

2 и 3 нагреваемый элемент 2 и 3 либо толкает (фиг. 1). либо тянет (фиг.2) за собой кинематически. связанный с ним элемент 2 или 3. Воз>ложны два варианта отбора мощности от элементов

2 и 3. Мощность снимают либо с противоположного опоре 1 конца эле>лентов

2 и 3, например с захвата 7 (фиг.4), либо со всей поверхности элементов 2 и 3 (Фиг. 81.

В первом случае элементы 2 и 3 целесообразно изготавливать из листа использования двигателя будет получен дополнительный положительный эффект. Например, при использовании двигателя в рулевых комплексах плав-. средств, особенно подводных аппаратов, повысится качество комплекса за счет обегчечения непрерывности обтекания регулирующего органа набегающим потоком и за счет возможности дозированного пЕремецения и изменения рулевого усилия. В традиционных рулевых комплексах управление осуществляется эа счет разворота пера руля. При этом неизбежен разрыв поверхности между пером руля и стабилизатором, что вызывает кавитацию на рулях, шумообразование и вибрацию. Если в указанный разрыв поверхностей попадают посто" ранние предметы, то нарушается функционирование рулевого комплекса. Та-. ким образом, непрерывность обтекания предлагаемого двигателя обеспечивает повышение гидродинамических свойств надежности и снижение шумообразования и кавитации рулей.

Возможность дозированного изменения рулевого усилия обеспечивает более широкие возможности при реализации различных законов управления плавсредствами.

Конструкция предлагаемого мартенситного двигателя проста, что обеспечивает его высокую надежность и удобство обслуживания и .эксплуатации.

Формула изобретения

1. Мартенситный двигатель, содержащий опору и закрепленные на ней одними своими концами па меньшей мере два термочувствительных элемента из материала, проявляющего эффект памяти формы, установленные с возможностью работы в противофазе, отделенные друг от друга эластичным теплаиэолятаром и связанные между собой теплаизоляционным фиксатором с возможностью эквидистантного взаимного перемещения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расши" рения функциональных воэможностей путем обеспечения сложнотраекторных перемещений,. элементы в виде параллельных участков, последовательно соединенных между собой изогнутыми участками, при этом все изогнутые участки, расположенные с одной стороны элемента, снабжены электрическими контакта5

15б0 787

6 (фиг. 6) . Двигатель может быть использован, как манипулятор захвата 7 для управления электрическими выключателями или клапанами пневмогидравлической аппаратуры. При этом двигатель может осуществлять включение выключателей и клапанов как в крайних. положениях элементов 2 и 3, так и по всей траектории их перемещения.

Во втором случае элементы 2 и 3 целесообразно изготавливать из проволоки (фиг. 7) с возможностью раздельного подключения каждой соседней пары участков 9 к источнику электрического напряжения U. Это дает возможность формоизменения не на всей поверхности элементов 2 и 3, а лишь на ее части. При использовании такого двигателя в рулевом комплексе подвод- 2р ного аппарата 12 (фиг. 8) значительно расширятся возможности управления.

Например, если мартенситные двигатели стабилизаторов 1ч изгибают их концы в одном направлении, то возникающая 25 на них гидродинамическая сила 7, создает продольный момент М, относительно центра тяжести аппарата 12, что вызывает его разворот в горизонтальной плоскости (управление по курсу).

Если мартенситные двигатели стабилизаторов 13 изгибают их концы в различном личном направлении, то возникающйе на них гидродинамические силы

Y. создают поперечный момент М отноАз

35 сительно продольной оси аппарата 12, что вызывает его поворот относительно этой оси (управление по крену). При этом для управления по крену, как правило, необходим момент меньшей ве- 4> личины, что может быть обеспечено нагревом лишь части участков 8 элементов 2 и 3. В случае, если мартенситные двигатели стабилизаторов 13 используются для управления движвнием 45 аппарата 12 в вертикальной плоскости, концы стабилизаторов 13 изгибают в одном направлении, и нагревают все участки 8 и 9 элементов 2 и 3, что приводит к увеличению силы У<, 50

Использование предлагаемого двигателя по сравнению с прототипом позволит получить положительный эффект, заключающий в расширении функциональных возможностей двигателя за счет сообщения ему способности обеспечивать сложнотраекторные перемещения и изменять форму поверхности или ее части.

Кроме того, в некоторых вариантах

1 60787

Фиг. 2 ми, изолятор выполнен неэлектропроводным, а память элементов выражена в их изгибе по дуге окружности.

2. Двигатель по и. 1, о т л ич,а ю ц и и с я тем, что фиксатор выполнен в виде охватывающих элементы и расположенных с зазором по их длине неэлектропроводных обойм и соединенных с последними гибких продольных связей.

156078 7

Составитель Jl. Тугарев

Техред Л.Сердюкова

Корректор И. Кучерявая

Редактор Ю. Середа

Заказ 963 Тираж 364 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113031, Москва,. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,10!