Ультразвуковой шаговый двигатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1п 5489I2

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.10.75 (21) 2177954/10 с присоединением заявки Х (51) М. Кл.- H 011 41/10

Совета Министрсв СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 28.02.77. Бюллетень Ме 8

Дата опубликования описания 14.03.77 (53) УДК 621.313.13:537. .228.1(088.8) (72) Авторы изобретения

О. И. Семенков, А, В. Василевский и О. В. Виноградов

Институт технической кибернетики АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

ГосУдарстееннык комитет (23) П,нори

Изобретение относится к области электротехники и автоматики и может быть использовано для привода в позиционных автоматических системах управления станками с цифровым программным управлением, графопостроителях, устройствах наведения.

Известно устройство, в котором используются ультразвуковые колебания пьезоэлементов, подключенных к источнику периодического напряжения, для приведения в движение магнитной ленты.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является двигатель, который содержит два идентичных жестко соединенных между собой блока с пьезоэлементами п рабочим органом. Однако такой двигатель по своим функциональным возможностям приспособлен для работы только по одной координате, требует сложной системы управления работой подвижек и фиксаторов, при использовании в чертежных автоматах предусматривает связи между двигателями, работающими по осям Х и У, что усложняет конструкцию и снижает точность ее работы в целом.

Целью изобретения является обеспечение работы двигателя одновременно IlO двум координатным осям, Цель достигается тем, что каждый блок снабжен размещенными в направляющих пазах рабочим органом и держателями пьезоэлементов, расположенных попарно симметрично под углом к рабочему органу, одним концом жестко закрепленных в держателях, а другим прижатых к рабочему органу. При

5 этом рабочие органы обоих блоков расположены в параллельных плоскостях и взаимно перпендикулярны.

На фпг. 1 показан один из идентичных блоков двигателя; на фпг. 2 — общий впд двпга10 тел я.

Каждый блок двигателя состоит из основания 1 в виде шестигранной пластины с равными противоположными гранями и с направляющим пазом 2, в котором расположен рабочий

15 орган 3, два взаимно перпендикулярных паза

4, в которых расположены четыре пьезоэлемента 5, попарно жестко закрепленных одним концом прп помощи четырех держателей 6, а другим концом под углом упирающихся в ра20 бочий орган 3. Основание 1 имеет четыре выступа 7 для стыковки блоков. Пьезоэлементы имеют наконечники 8, например стальные, предохраняющие их от износа.

Работа пьезоэлементов обоих блоков функ25 ционально связана с помощью схемы управления (на чертеже не показана).

Принцип действия блока заключается в следующем.

Для передвижсния рабочего органа 3, напри30 мер вправо, на левую пару пьезоэлементов 5

548912

25 подается синусоидальное напряжение ультразвуковой частоты. Под действием напряжения пьезоэлементы 5 первой пары расширяются, захватывают рабочий орган 1 и проталкивают сго вправо на один шаг. При приложении напряжения, противоположного по знаку, пьезоэлементы сжимаются и готовятся для следующего шага. В это время пьезоэлементы второй пары под действием постоянного напряжения находятся в сжатом состоянии и не препятствуют продвижению рабочего органа 3 вправо.

Для продвижения рабочего органа 3 влево синусоцдальное напряжение подается на правую пару пьезоэлементов, а левая находится в сжатом состоянии под действием постоянного напряжения. Таким образом, рабочий орган 3 может перемещаться по одной оси в любом направлении.

Если рабочий орган закрепить неподвижно, то по нему на пинает двигаться сам олок.

При соединении двух блоков в единое целое таким образом, чтобы рабочий орган одного блока был направлен вдоль оси Х, а другого— вдоль оси У, получается двухкоординатный двигатель, способный совершать работу одновременно по двум координатам.

Если же рабочие органы двигателей закрепить в подшипниках, а последние в направляющих пазах таким образом, чтобы рабочие органы не передвигались вдоль своей оси, а свободно перемещались на подшипниках поперек нее, то двигатель будет представлять собой активный двухкоординатный механизм, способный по командам блока управления совершать сложные движения. В случае прикрепления к нему, например, чертежного механизма получается чертежный автомат, способный работать с высокой точностью.

Управление скоростью движения по осям осуществляется схемой управления.

Формула изобретения

Ультразвуковой шаговый двигатель, содержащий два идентичных жестко соединенных между собой блока с пьезоэлементами и рабочим органом, отличающийся тем, что, с целью обеспечения работы двигателя одновременно по двум координатным осям, каждый блок снабжен размещенными в направляющих пазах рабочим органом и держателями пьезоэлементов, расположенных попарно симметрично под углом к рабочему органу, одним концом жестко закрепленных в держателях, а другим прижатых к рабочему органу, при этом рабочие органы обоих блоков расположены в параллельных плоскостях и взаимно перпендикулярны.

548912

Составитель E. Артамонова

Тсхред Л. Гладкова

Редактор Т. Рыбалова

Корректор Л. Брахнина

Заказ 347714 Изд. № 250 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, УК-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2