Пакетный пьезоэлемент и пьезоэлектрический привод с таким пакетным пьезоэлементом



Пакетный пьезоэлемент и пьезоэлектрический привод с таким пакетным пьезоэлементом
Пакетный пьезоэлемент и пьезоэлектрический привод с таким пакетным пьезоэлементом
Пакетный пьезоэлемент и пьезоэлектрический привод с таким пакетным пьезоэлементом
Пакетный пьезоэлемент и пьезоэлектрический привод с таким пакетным пьезоэлементом
Пакетный пьезоэлемент и пьезоэлектрический привод с таким пакетным пьезоэлементом
Пакетный пьезоэлемент и пьезоэлектрический привод с таким пакетным пьезоэлементом
Пакетный пьезоэлемент и пьезоэлектрический привод с таким пакетным пьезоэлементом
Пакетный пьезоэлемент и пьезоэлектрический привод с таким пакетным пьезоэлементом
Пакетный пьезоэлемент и пьезоэлектрический привод с таким пакетным пьезоэлементом
Пакетный пьезоэлемент и пьезоэлектрический привод с таким пакетным пьезоэлементом
Пакетный пьезоэлемент и пьезоэлектрический привод с таким пакетным пьезоэлементом
Пакетный пьезоэлемент и пьезоэлектрический привод с таким пакетным пьезоэлементом

 


Владельцы патента RU 2413336:

ЕАДС ДОЙЧЛАНД ГМБХ (DE)

Использование: для деформирования детали. Сущность заключается в том, что пьезоэлектрический привод с трехмерным пакетным пьезоэлементом для установки на базовой структуре имеет, по меньшей мере, одну поверхность пакетного пьезоэлемента, которая подвергнута двухмерному или трехмерному профилированию перпендикулярно плоскостям слоев пакета, и эта, по меньшей мере, одна профилированная поверхность подогнана к контуру базовой структуры, на которой должен устанавливаться привод. Технический результат - обеспечение высокой мощности пьезоэлемента и пьезоэлектрического привода при одновременном исключении опасности разрушения пьезоэлемента во время монтажа на деталь. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к пакетному пьезоэлементу и пьезоэлектрическому приводу (исполнительному органу, или актюатору) с таким пакетным пьезоэлементом.

Уровень техники

Применение пьезоэлектрических элементов общеизвестно. Такие пьезоэлементы используются, например, для того, чтобы регистрировать деформации деталей конструкции, когда пьезоэлементы устанавливаются на деталях и перемещаются по мере деформирования детали. При этом используется то обстоятельство, что при деформации пьезоэлемента в нем происходит перенос заряда. С другой стороны, пьезоэлементы служат также для того, чтобы целенаправленно оказывать воздействие на деталь, в частности деформировать ее, когда на пьезоэлемент, наоборот, подают напряжение и используют возникающую при этом деформацию. Пьезоэлементы находят применение, прежде всего, в том случае, если требуются специальные, сложные процессы деформации детали и поверхность детали во всех деформированных состояниях должна оставаться как можно более целостной и гладкой. Примеры применения пьезоэлементов можно найти, например, в авиации для аэродинамических профилей, а также для больших вогнутых зеркал, например, в телескопах, и во многих других случаях.

Так, в авиации пьезоэлементы используются для изучения аэродинамических профилей, когда необходимо исследовать профили с точки зрения их обтекаемости. В публикации DE 10304530 А1 описано устройство, в котором по меньшей мере на отдельных участках аэродинамического профиля установлены пьезоэлектрические приводы, изменение длины которых под действием электрического тока происходит по существу в направлении плоскостей обшивок профиля, причем профиль имеет переднюю зону и расположенную в стекающем потоке заднюю зону, ограниченные обшивками с нижней и верхней сторон, которые сходятся в задней кромке профиля. Используемые пьезоэлектрические приводы, наряду с контактами для подключения, содержат пьезоэлементы с так называемым продольным эффектом (эффектом d33), при котором изменение длины пьезоэлектрического материала происходит в направлении электрического поля и обеспечивает эффективное приложение сил к аэродинамическому профилю. В описанных в публикации DE 10304530 А1 пьезоэлектрических приводах, которые используют эффект d33, изменение длины пьезоэлектрического материала происходит в направлении электрического поля и превышает пьезоэффект (эффект d31), при котором изменение длины происходит перпендикулярно электрическому полю.

Приводы d33, используемые в DE 10304530 А1, изготавливают нарезанием пакетного пьезоэлемента в продольном направлении на плоские пластинки, которые затем наносят на искривленную структуру, а именно на аэродинамический профиль, или встраивают в нее. Приводы имеют малую толщину и представляют собой по существу пластинчатые или плоские параллелепипеды, поэтому они не влияют или слабо влияют на аэродинамические условия. Однако поскольку пьезоэлектрический привод необходимо наносить на искривленные или профилированные профили и он не должен создавать аэродинамического сопротивления на аэродинамическом профиле содержащимся в пьезоэлектрических приводах пьезоэлементам нередко приходится придавать изогнутую или искривленную форму, причем при подгонке к таким искривленным структурам или при нанесении на них они легко разрушаются, тем более что пьезоэлектрические материалы d33 сами по себе сравнительно хрупки. Кроме того, слои пьезоэлемента могут смещаться относительно друг друга или деформироваться, что в свою очередь также может влиять на точность и надежность работы пьезоэлектрического материала.

Поэтому часто используют обычные пьезоэлементы d31, у которых изменение длины происходит перпендикулярно электрическому полю и которые, следовательно, могут иметь меньшую толщину и могут быть более податливыми к деформациям. Однако пьезоэффект или достижимая активная деформация у них меньше, поэтому мощность пьезоэлементов d31 зачастую недостаточна, чтобы целенаправленно воздействовать на элементы конструкции.

Раскрытие изобретения

Исходя из вышеизложенного, задача изобретения состоит в том, чтобы предложить пьезоэлемент и создаваемый на основе этого пьезоэлемента привод для воздействия на механическую деталь конструкции, который имел бы высокую мощность и был бы согласован с формой детали и/или с действующей на него и/или прилагаемой им нагрузкой.

Эту задачу решают трехмерный пакетный пьезоэлемент, охарактеризованный признаками пункта 1 формулы изобретения, и пьезоэлектрический привод, охарактеризованный признаками пункта 5 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах формулы.

Вследствие того, что поверхность пакетного пьезоэлемента, соответствующая поверхности исходного пакетного элемента, имеет форму прямоугольного параллелепипеда, который расположен перпендикулярно плоскостям слоев или параллельно направлению набора пьезопакета, пакетный элемент может получать трехмерное формообразование и может подгоняться, например, под форму аэродинамического профиля. Поскольку пьезоэффект возникает перпендикулярно плоскостям слоев, т.е. в направлении набора пакета, формообразование не влияет на мощность пьезоэлемента.

Под профилированной поверхностью при этом понимают, что она отличается от плоскости, т.е. что одна из боковых поверхностей параллелепипеда исходного пакетного пьезоэлемента заменена искривленной, волнистой поверхностью или поверхностью иной формы. В альтернативном варианте профилированную поверхность может образовывать также плоская поверхность, которая, однако, находится под углом (отличающимся от 0°) к направлению набора пакета, поэтому в целом создается, например, призматический пьезоэлемент. В этом случае вместо двух противоположных друг другу параллельных поверхностей пьезопакета образуются две противоположных друг другу поверхности, расположенные по отношению друг к другу под углом, не равным 0° и не равным 90°. В каждом случае не все образующие пакетный пьезоэлемент слои из электропроводящего материала имеют одинаковую форму. Иными словами, формирование поверхности означает, что при виртуальном разложении пакетного пьезоэлемента на отдельные проводящие слои отдельные пластинки пакета имеют различные формы. Для формообразования не существует особых ограничений, более того форму можно выбирать по потребности в зависимости от конкретного случая применения пьезоэлемента.

Таким образом, под профилированной поверхностью понимается всякий двухмерно (2D) или трехмерно (3D) обработанный пакетный элемент, причем двухмерной называется обработка пакетного элемента в одной плоскости, которая ведет к созданию пакета переменной толщины, а трехмерной - обработка в нескольких плоскостях пакетного элемента, при которой возникает пакетный элемент практически произвольного контура со свободным выбором выступов и впадин. При трехмерной обработке контур пьезоэлемента является функцией всех пространственных направлений, тогда как при двухмерной обработке контур пьезоэлемента остается неизменным в одном из трех пространственных направлений.

Формирование профилированной поверхности осуществляется после изготовления пьезоэлемента, например, обработкой со снятием материала, прежде всего, пилением, шлифованием, сверлением, точением, протягиванием, доводкой, фрезерованием или комбинацией этих методов.

Таким образом, для пьезоэлектрического привода d33 можно сначала изготовить пьезоэлемент в виде пакета или многослойной структуры, т.е. без подгонки формы, как прямоугольный параллелепипед, например, с двумя примерно прямоугольными боковыми поверхностями, которые одновременно являются поверхностями плоскостей слоев. После этого перед нанесением на деталь конструкции или при использовании в качестве привода по меньшей мере одну поверхность пакета подгоняют к форме детали конструкции, согласовывают с ожидаемой для пьезоэлемента нагрузкой, механической нагрузкой, создаваемой пьезоэлементом, или же с комбинацией этих требований, подвергая, например, механической обработке со съемом материала по меньшей мере одну поверхность пакета в форме параллелепипеда, параллельную направлению набора пакета.

В случае использования в аэродинамических целях, например, предпочтительно, чтобы подогнанная по форме поверхность пьезоэлектрического привода, а именно поверхность, обращенная к внешней стороне аэродинамического профиля, была искривленной и соответствовала контуру профиля. Благодаря этому аэродинамическая форма профиля может оставаться по существу независимой от внешних факторов, несмотря на тот факт, что воздействие пьезоэлемента на аэродинамическую деталь конструкции возможно. Например, пьезоэлемент может иметь постоянную толщину, т.е. внешняя поверхность, противоположная профилированной поверхности, также должна иметь соответствующую, выпукло или вогнуто искривленную форму. В альтернативном варианте пьезоэлемент может иметь, например, переменную толщину, когда другие поверхности вообще не подвергаются обработке или им придается другая форма.

Путем варьирования толщины можно, например, привести пьезоэлемент в соответствие с нагрузками, возникающими в детали и передаваемыми на пьезоэлемент. Переменная толщина пьезоэлемента позволяет при трехмерном профиле оказывать также трехмерное воздействие на деталь конструкции.

Предпочтительно используемый пьезоэлемент представляет собой пакетный пьезоэлемент d33, у которого пьезоэффект возникает в направлении, перпендикулярном слоям, т.е. в направлении набора пакета. С учетом формообразования приводов при монтаже их не требуется изгибать или деформировать, что позволяет избежать опасности их разрушения при монтаже, например, путем наклеивания, зажима или винтового соединения, вследствие изгиба, а также деформации внутри слоев или смещения слоев относительно друг друга. При этом мощность пьезоэлектрического привода сохраняется, а износ пьезоэлектрических приводов уменьшается.

Краткое описание чертежей

Ниже примеры осуществления изобретения поясняются с помощью прилагаемых чертежей, на которых показано:

на фиг.1а - схема пакетного пьезоэлектрического элемента для пояснения эффекта d33,

на фиг.1б - схема пакетного пьезоэлектрического элемента для пояснения эффекта d31,

на фиг.2а - предлагаемый в изобретении пьезоэлектрический привод с двумя трехмерными пакетными пьезоэлементами для изгибания пластины,

на фиг.2б - другой пьезоэлектрический привод для изгибания пластины,

на фиг.3а - предлагаемый в изобретении пьезоэлектрический привод для изгибания оболочки,

на фиг.3б - предлагаемый в изобретении альтернативный пьезоэлектрический привод для изгибания оболочки,

на фиг.4а - пьезоэлектрический привод для воздействия на аэродинамический профиль путем изгибания, придания вогнутости или выпуклости,

на фиг.4б - альтернативный пьезоэлектрический привод для воздействия на аэродинамический профиль путем изгибания, придания вогнутости или выпуклости,

на фиг.5 - предлагаемый в изобретении пьезоэлектрический привод для воздействия на деталь конструкции путем кручения и выпучивания,

на фиг.6 - вид в перспективе компоновки предлагаемых в изобретении пьезоэлектрических приводов на аэродинамическом профиле,

на фиг.7а - предлагаемый в изобретении трехмерный пакетный пьезоэлемент с переменным контуром,

на фиг.7б - предлагаемый в изобретении сегментированный трехмерный пакетный пьезоэлемент.

Осуществление изобретения

На фиг.1а и 1б схематически показан пакетный пьезоэлектрический элемент 8, именуемый также пьезопакетом. Пьезоэлемент состоит из перемежающихся слоев электропроводящего и пьезоэлектрического материала. Слои в пакетах на фиг.1а и 1б имеют форму прямоугольных параллелепипедов и одинаковую форму поперечного сечения в направлении, перпендикулярном направлению набора пакета. Слои электропроводящего материала представляют собой электроды 8а. В случае пьезоэлемента, показанного на фиг.1а, электрическое поле Е приложено в направлении набора пакета или в продольном направлении пьезоэлектрического элемента 8. Электрическое поле Е генерируется электродами 8а. Под действием электрического поля Е пьезоэлектрический материал растягивается в направлении электрического поля Е. Это изменение длины обозначено на фиг.1а как ΔL. Пакет обычно имеет следующие размеры: длина а боковой стороны поверхностей элементов пакета, перпендикулярная направлению набора пакета, составляет около 5-60 мм, как и высота b, измеряемая в направлении набора пакета.

В случае пьезоэлемента 8, показанного на фиг.1а, который представляет собой так называемый пьезоэлемент d33, изменение длины ΔL при приложении электрического поля больше, чем изменение длины ΔL пьезоэлемента d31 (см. фиг.1б), у которого изменение длины ΔL происходит поперек вектора электрического поля Е.

Из публикации DE 10304530 А1 известно, что слои толщиной d нарезаются из пакетов, показанных на фиг.1а, и наносятся, например, на аэродинамические профили.

Взяв за основу показанный на фиг.1а пьезопакет d33, для осуществления изобретения по меньшей мере одну боковую поверхность по меньшей мере части образующих пакет слоев, т.е. пластинчатых элементов, перпендикулярную плоскостям слоев пакета, подвергают механической обработке, например формообразованию со съемом материала. Возможны такие способы формообразования, как пиление, шлифование, сверление, точение, протягивание, доводка и/или фрезерование. В результате получают профилированный пьезоэлемент, у которого по меньшей мере одна боковая поверхность, например, искривлена, или, хотя и ровная, но находится под углом к направлению набора пакета, поэтому она уже не параллельна направлению набора пакета, а весь пьезоэлемент уже не имеет форму параллелепипеда. Это означает, что отдельные плоскости слоев уже не имеют одинаковую форму поперечного сечения в направлении, перпендикулярном направлению набора пакета.

Подобный пакетный пьезоэлемент, для которого предпочтительно использовать пакетный пьезоэлемент d33, можно применять в качестве пьезоэлектрического привода, известным образом дополнив его соответствующими электрическими контактами. Такие случаи применения показаны на фиг.2а-7б.

На фиг.2а показано, как два призматических, т.е. имеющих треугольное поперечное сечение и переменную толщину, пьезоэлемента установлены на верхней и нижней сторонах гибкой подложки 10, показанной на фиг.2а. Один пьезоэлемент 11 установлен на верхней стороне и один пьезоэлемент 11 - на нижней стороне подложки 10. При этом в представленном на фиг.2а варианте исполнения пьезоэлементы 11 зеркально симметричны друг другу. Силовое воздействие осуществляется таким образом, что пьезоэлементы приводятся в действие в противоположных направлениях, т.е. один пьезоэлектрический привод растягивается, а другой одновременно сжимается. Таким путем можно создать изгиб подложки 10 и, например, изучать или регулировать поведение подложки при изгибе. В альтернативном варианте можно использовать пьезоэлементы также для того, чтобы регистрировать нагрузки на подложку, измеряя ток, создаваемый за счет изменения длины пьезоэлемента.

В варианте исполнения, показанном на фиг.2а, форма пьезоэлементов 11 согласована с нагрузкой, прикладываемой к подложке 10, выполненной, например, из композиционного материала. Пьезоэлементы 11 соединены с подложкой 10, например, приклеиванием. В альтернативном варианте возможно также непосредственное соединение пьезоэлементов 11 друг с другом для получения деформируемой детали.

В варианте исполнения, показанном на фиг.2б, форма пьезоэлементов 11, которые также должны обеспечивать изгибание гибкой подложки 10, еще лучше согласована с прикладываемой нагрузкой благодаря тому, что в поперечном сечении пьезоэлементов она дополнительно следует эпюре моментов для изгибаемой подложки 10. Таким образом, формообразование пьезоэлементов 11 по меньшей мере с одной искривленной поверхностью позволяет согласовывать форму пьезоэлементов с нагрузками, прикладываемыми к детали, на которую нужно воздействовать, в данном случае к подложке 10.

Профилированной поверхностью 12 пакета 8 на фиг.2а и 2б в разрезе является верхняя или нижняя поверхность соответствующего пьезоэлемента 11, причем у пьезоэлементов одна плоскость пакета подвергнута двухмерной обработке.

На фиг.3а и 3б показаны случаи применения пьезоэлементов 21 предлагаемой в изобретении формы для чашеобразных деталей 20, например, вогнутых зеркал для телескопов. При этом на фиг.3а представлено устройство, у которого обработаны по меньшей мере две поверхности 22 пьезопакета 8, показанного на фиг.1а, и кривизна поверхностей создается поверхностью 22 на одной стороне чашеобразной детали 20 и противоположной ей поверхностью 22. На фиг.3б, в отличие от этого, только одна поверхность 22 пакета 8 обработана таким образом, чтобы ее контур соответствовал контуру чашеобразной детали 20. В обоих случаях можно, не создавая механической нагрузки на пьезоэлемент при нанесении на искривленную деталь, соединять пьезоэлемент d33 с искривленной деталью 20. При изготовлении образованного двумя искривленными поверхностями 22 пьезоэлектрического привода согласно фиг.3а сначала создают вогнутость, обращенную к детали 20, после чего противоположную сторону обрабатывают съемом материала таким образом, чтобы получить выпуклость.

Профилированными поверхностями на фиг.3а являются вогнуто и выпукло искривленные поверхности 22, прилегающие к чашеобразной детали или обращенные в противоположную сторону от нее, в варианте исполнения согласно фиг.3б - только обращенная к чашеобразной детали поверхность.

Таким образом, имея показанные на фиг.3а и 3б пьезоэлектрические приводы, можно наносить пьезоэлектрический привод на искривленные поверхности, не изгибая его при нанесении и, следовательно, не подвергая пьезоэлемент возможной опасности разрушения. Использование пьезоэлектрических приводов для чашеобразных деталей, например зеркал, позволяет, например для телескопических зеркал, регулировать контур кривизны с точностью, недостижимой другими средствами, что значительно улучшает функционирование телескопического зеркала. Пьезоэлектрические приводы можно полностью подгонять под контур, в частности кривизну чашеобразного элемента 20.

Это предпочтительно, например, также и в том случае, когда, как показано на фиг.4а и 4б, пьезоэлектрические приводы используются для воздействия на аэродинамические профили 30. На фиг.4а показан пьезоэлектрический профиль 31 равномерной толщины, тогда как пьезоэлектрический привод 31 на фиг.4б имеет толщину, соответствующую прилагаемой нагрузке или деформации или же воздействию на деталь конструкции. С помощью подобного пьезоэлектрического привода 31 можно, например, изгибать аэродинамический профиль 30, придавать ему выпуклую или вогнутую форму, не оказывая заметного влияния на поверхность аэродинамического профиля. Это позволяет исследовать или варьировать характер обтекания аэродинамического профиля 30. Благодаря тому, что контур пьезоэлектрических приводов полностью подогнан под наружную поверхность аэродинамического профиля без необходимости путем изгибания самого пьезоэлемента 31 подгонять его по форме, можно весьма эффективно воздействовать подобными пьезоэлектрическими приводами на детали практически произвольной формы или деформировать их и если толщина пьезоэлектрического привода 31 согласована с видом нагрузки, без деформации внешнего контура.

Профилированные поверхности соответствуют поверхностям 32, повторяющим контур аэродинамического профиля. На фиг.4б нижняя поверхность контура выбрана в зависимости от нагрузок, прилагаемых к аэродинамическому профилю 30, чем обеспечивается трехмерное воздействие на профиль 30.

На фиг.5 показано устройство, в котором оболочковую или цилиндрическую деталь 40 можно посредством пьезоэлектрического привода 41, имеющего в представленном здесь варианте исполнения постоянную толщину, подвергать скручивающим и искривляющим нагрузкам.

Формообразование пьезоэлектрического привода 41 предпочтительно трехмерное, т.е. из исходного пьезопакета 8, показанного на фиг.1а, путем съема материала формируются трехмерные тела, причем не происходит смещение слоев относительно друг друга, они не подвергаются растягивающим нагрузкам и в них не возникают механические напряжения.

На фиг.6 показан аэродинамический профиль 50, в котором сегментами расположены несколько пьезоэлектрических приводов 51 типа d33 с подогнанной формой поверхности. Внешний контур аэродинамического профиля 50 не нарушается пьезоэлектрическими приводами 51, так как окончательные наружные поверхности 52 пьезоэлектрических приводов посредством механической обработки пакета соответственно подогнаны по форме. При этом пьезоэлектрические приводы расположены на аэродинамическом профиле 50 таким образом, чтобы направление действия эффекта d33 могло быть различным от сегмента к сегменту и, следовательно, было возможным целенаправленное трехмерное воздействие на деталь 50. Направление действия верхнего пьезоэлектрического привода 51 на фиг.6 показано стрелкой (соответствует направлению изменения длины). Пьезоэлектрические приводы 51 так встроены в структуру, что они полностью подогнаны к контуру путем нарезки фрагментов соответствующей геометрической формы из пакета 8 и чтобы направление их удлинения соответствовало направлению создаваемого воздействия. При необходимости можно также комбинировать направление воздействия с анизотропными свойствами базовой структуры, например, используемого для этого материала, поэтому направление удлинения целенаправленно используется для создания определенных воздействий пьезоэлектрических приводов 51 на аэродинамический профиль 50.

Наконец, можно также путем правильного выбора геометрии пьезоэлектрического привода сделать его как можно менее чувствительным в отношении нагрузок, прилагаемых к базовой детали, приведя жесткость и способность к восприятию нагрузок самого пьезоэлектрического привода путем выбора трехмерной формы в соответствие с ожидаемыми силами или моментами.

На фиг.7а и 7б показан трехмерно подогнанный по форме пьезоэлектрический привод, причем на фиг.7б предусмотрен сегментированный пьезоэлектрический привод с различными направлениями действия эффекта d33, так как он образован несколькими сформированными пакетами и сам по себе сегментирован. Направление действия эффекта d33 (направление продольного удлинения) указано стрелкой. Очевидно, что пьезоэлектрический привод 61 или 71 как оконтурен, так и имеет переменную толщину. Путем ориентации активного направления действия эффекта d33 в соответствии с назначением, в частности при дополнительной сегментации, можно оказывать на деталь конструкции практически какое угодно воздействие.

Существенная особенность изобретения состоит в том, что вместо обычного пакета в форме прямоугольного параллелепипеда из пьезоэлектрических материалов и электродов придавать по меньше мере одной стороне набранного пакета, перпендикулярной плоскости пакета, такую форму, при которой пьезоэлектрический привод соответствовал бы форме детали и создаваемым им нагрузкам и/или соответственно ожидаемым нагрузкам на пьезоэлектрический привод.

1. Пьезоэлектрический привод с трехмерным пакетным пьезоэлементом (11, 21, 31, 41, 51, 61) для установки на базовой структуре, причем по меньшей мере одна поверхность (12, 22, 32, 42, 52, 62) пакетного пьезоэлемента подвергнута двухмерному или трехмерному профилированию перпендикулярно плоскостям слоев (8а) пакета, и эта по меньшей мере одна профилированная поверхность подогнана к контуру базовой структуры, на которой должен устанавливаться привод.

2. Пьезоэлектрический привод по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна поверхность (12, 22, 32, 42, 52, 62) пакетного пьезоэлемента по меньшей мере на отдельных участках не параллельна направлению набора пакета пьезоэлемента.

3. Пьезоэлектрический привод по п.2, отличающийся тем, что по меньшей мере одна профилированная поверхность (12, 22, 32, 42, 52, 62) пакетного пьезоэлемента искривлена.

4. Пьезоэлектрический привод по п.1, отличающийся тем, что пакетный пьезоэлемент представляет собой пьезоэлемент d33.

5. Пьезоэлектрический привод по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна профилированная поверхность (12, 22, 32, 42, 52, 62) получена обработкой со съемом материала, прежде всего пилением, шлифованием, сверлением, точением, протягиванием, доводкой и/или фрезерованием.

6. Пьезоэлектрический привод по п.5, отличающийся тем, что профилированная поверхность получена путем двухмерной или трехмерной обработки по меньшей мере в одной плоскости.

7. Пьезоэлектрический привод по одному из пп.1-4, 6, отличающийся тем, что форма по меньшей мере одной профилированной поверхности (12, 22, 32, 42, 52, 62) пьезоэлемента согласована с воздействием, прикладываемым пьезоэлементом к базовой структуре.

8. Пьезоэлектрический привод по п.5, отличающийся тем, что форма по меньшей мере одной профилированной поверхности (12, 22, 32, 42, 52, 62) пьезоэлемента согласована с воздействием, прикладываемым пьезоэлементом к базовой структуре.

9. Пьезоэлектрический привод по одному из пп.1-4, 6, 8, отличающийся тем, что форма по меньшей мере одной профилированной поверхности (12, 22, 32, 42, 52, 62) трехмерного пьезоэлемента согласована с ожидаемой для пьезоэлемента механической нагрузкой.

10. Пьезоэлектрический привод по п.5, отличающийся тем, что форма по меньшей мере одной профилированной поверхности (12, 22, 32, 42, 52, 62) трехмерного пьезоэлемента согласована с ожидаемой для пьезоэлемента механической нагрузкой.

11. Пьезоэлектрический привод по п.7, отличающийся тем, что форма по меньшей мере одной профилированной поверхности (12, 22, 32, 42, 52, 62) трехмерного пьезоэлемента согласована с ожидаемой для пьезоэлемента механической нагрузкой.

12. Пьезоэлектрический привод по п.1, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере два сегмента из трехмерных пакетных пьезоэлементов.

13. Пьезоэлектрический привод по п.12, отличающийся тем, что сегменты имеют различную ориентацию направлений набора пакета.

14. Пьезоэлектрический привод по п.12 или 13, отличающийся тем, что сегменты приводятся в действие независимо друг от друга.

15. Аэродинамический профиль с пьезоэлектрическим приводом по одному из предыдущих пунктов.

16. Аэродинамический профиль по п.15, отличающийся тем, что привод встроен в профиль таким образом, что профиль имеет, по существу, гладкую поверхность.

17. Аэродинамический профиль по п.15 или 16, отличающийся тем, что предусмотрено несколько пьезоэлектрических приводов, приводимых в действие независимо друг от друга в различных положениях на профиле или внутри него.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для преобразования энергии переменного электрического поля посредством обратного пьезоэффекта в механическую энергию упругих резонансных колебаний ультразвуковой частоты.

Изобретение относится к пьезоэлектрическому приводу, может найти применение при работе с двигателями высокоэкономичными, экологически чистыми, холодными. .

Изобретение относится к ультразвуковым неразрушающим испытаниям материалов и изделий и может быть, в частности, использовано в прокатном и трубном производстве при дефектоскопии проката и труб.

Изобретение относится к пьезоэлектрическому электромеханическому приводу или сенсорному элементу, выполненному пакетным способом. .

Изобретение относится к оптике, предназначено для работы в качестве исполнительного устройства в адаптивных оптических системах. .

Изобретение относится к многослойным пьезоэлектрическим приводам. .

Изобретение относится к измерительным устройствам и предназначено для работы в датчиках вибрации. .

Изобретение относится к ультразвуковым преобразователям и устройствам для озвучивания жидкости и может быть использовано в радиотехнической, машиностроительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу изготовления акустооптических модуляторов

Изобретение относится к электронной технике, а именно: к области создания магнитоэлектрических преобразователей, применяемых в качестве основы для датчиков магнитных полей, устройств СВЧ-электроники, основы для технологии магнитоэлектрической записи информации и для накопителей электромагнитной энергии и энергии вибраций

Изобретение относится к пьезоэлектрическим датчикам и может быть использовано, в частности, в системах диагностики автомобиля и системах автосигнализации. Сущность: датчик включает пьезоэлектрическое рабочее тело и систему регистрации. Рабочее тело выполнено из пьезокерамики связностью 3-0 с максимальным значением коэффициента напряжения g 33 . При этом датчик дополнительно содержит пьезоэлемент-резонатор для тарировки, поверхность которого соединена с поверхностью рабочего тела. Технический результат: повышение пьезочувствительности при минимальном весе, возможность тарировки и проверки работоспособности датчика в условиях отсутствия гравитации. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к пьезоэлектронике. Сущность: рабочее тело высоковольтного генератора представляет собой инерционную массу и пакет из пластин поляризованных композиционных сегнетоэлектрических материалов с высокими значениями пьезоэлектрического коэффициента напряжения и заданной для каждой пластины прочностью на сжатие. Расстояния между нанесенными на пластины токопроводящими поверхностями устанавливают такими, чтобы их значения, умноженные на значения механического напряжения и пьезоэлектрического коэффициента напряжения, были одинаковы для каждой пластины в пакете. Способ включает изготовление каждой партии пластин поляризованных композиционных сегнетоэлектрических материалов последовательным выполнением следующих операций: приготовление пресс-порошка синтезированного материала, приготовление смеси пресс-порошка синтезированного материала и порообразователя, прессование из смеси заготовок и их высокотемпературную обработку методом спекания, механическую обработку, металлизацию, поляризацию и измерение параметров. Заданная прочность на сжатие для каждой партии пластин достигается варьированием пористости за счет изменения концентрации порообразователя в пластине. Технический результат: преобразование механического напряжения сжатия в электрическую энергию без взрывчатого вещества, уменьшение времени образования и увеличение возникающего электрического заряда в единице объема рабочего тела при высоких значениях разности потенциалов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Использование: для неразрушающего контроля напряженно-деформированного состояния конструкционного материала. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой пьезопреобразователь содержит корпус с нанесенным на его внутреннюю поверхность демпфирующим слоем и расположенную в корпусе призму, демпфер, соединенный с корпусом, и соединенный с демпфером пьезоэлемент, установленный на призме, при этом в основании призмы дополнительно установлены плоскопараллельные прямоугольные металлические пластины с прокладками между ними, причем металлические пластины имеют разные высоты и образуют ступенчатую пирамиду, а размеры плоскопараллельных прямоугольных металлических пластин выбирают исходя из определенных условий. Технический результат: обеспечение возможности ввода продольных ультразвуковых волн в элемент металлической конструкции под углами, близкими к 90°, без применения сложной схемы управления линиями временных задержек импульсов напряжения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к пьезоэлектрическому генератору достаточной мощности в виде прозрачной полимерной пьезопленки, которая может быть встроена в экран мобильного устройства и подзаряжать аккумулятор во время эксплуатации мобильного устройства при касании экрана. Пьезоэлектрогенератор выполнен в виде двух идентичных модулей, каждый из которых содержит подложку, с прозрачным электропроводящим покрытием в качестве электрода, на поверхности электрода сформирован пьезоэлектрический слой из цирконата титаната свинца, в виде вертикальных микропьезоэлементов шириной от 50 до 100 мкм, расположенных в виде узлов решетки со стороной от 200 до 500 мкм, оба идентичных модуля соединены между собой пьезоэлектрическими слоями через металлическую решетку, и изоляционный слой. Слоистую пленочную структуру прозрачного пьезоэлектрогенератора изготавливают методом магнетронного напыления прозрачных пленок требуемого свойства. Мобильное устройство типа смартфона содержит указанный пьезоэлектрогенератор, встроенный в экран. Выполнение пьезоэлектрического генератора в виде тонкой гибкой пленки в соответствии с заданной геометрией с расположением в узлах металлической решетки из фольги, обеспечивает прозрачность конструкции и повышает мощность аккумулятора, что является техническим результатом изобретения. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение может быть использовано в робототехнике, биомеханических протезах и в различного рода приводах. Способ получения механической энергии с помощью электроактивных полимеров заключается в использовании полимеров в виде волокон (1), которые под воздействием электричества начинают сворачиваться в спираль. После отключения электрического напряжения полимерные волокна распрямляются. Волокна (1) объединены в пучки и находятся в защитной эластичной оболочке (3). Изобретение направлено на увеличение степени деформации электроактивных полимеров, расширение сферы их применения, упрощение способа, уменьшение веса и габаритов устройства, используемого в способе. 6 ил.
Наверх