Вибродвигатель

 

i ц 794686

Союз Советскйх

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.11.78 (21) 2690135/18-25 с присоединением заявки N (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (51) М.Клз

Н 01 Ь 41/10

Н 02 N 11/00

Государственный комитет (53) УДК 537.228.1 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А.-В. А. Буда, С. А. Балчюнас, В. В. Жаляускас и К. М. Рагульскис (7l) Заявитель Каунасский политехнический институт им. Антаиаса Снечкуса (54) ВИБРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в маломощных приводах и системах автоматического регулирования.

Известен вибродвигатель, содержащий ротор и пьезоэлектрический преобразователь, который подключен к источнику переменного напряжения, причем пьезокерамический преобразователь выполнен в виде 10 жестко закрепленного между двумя металлическими упругими пластинками биморфа (1).

Известный вибродвигатель не обеспечивает стабильного вращения ротора и его 15 реверсирования.

Известен также вибродвигатель, содержащий ротор, генератор переменного напряжения, датчик скорости, через усилитель и частотный дискриминатор подсоединенный 20 к блоку управления, и пьезоэлемент, выполненный в виде двух жестко скрепленных между собой пьезоэлектрических пластин с совпадающими по направлению векторами поляризации (2). Причем, крайние электро- 5 ды пьезоэлектрических пластин соединены между собой через дроссель и подключены к генератору переменного напряжения, а средний и крайние электроды параллельно подключены к выходу блока управления, ко входу которого подсоединен выход частотного дискриминатора.

Известный вибродвигатель обладает повышенной стабильностью вращения ротора, однако его угловая скорость вращения ограничена из-за силы торможения, создаваемой во время обратного хода пьезоэлемента. Этот двигатель не обеспечивает также реверсирования вращения ротора.

Целью изобретения является повышение угловой скорости вращения и создания возможности реверсирования ротора.

Поставленная цель достигается тем, что в известный вибродвигатель, содержащий ротор, генератор переменного напряжения, датчик скорости через усилитель и частотный дискриминатор подсоединенный к блоку управления и пьезоэлемент, выполненный в виде двух жестко скрепленных между собой пьезоэлектрических пластин, с совпадающими по направлению векторами поляризации, введены два сумматора, два вентиля, формирователь импульсов по пику входного сигнала, триггер и второй блок управления, подключенный к управляющим входам вентилей, к двум другим входам которых подключены прямой и инверсный выходы счетного триггера, подключенного через формирователь импульсов по пику входного сигнала к выходу генератора переменного напряжения, который также подсоединен к каждому из сумматоров и к средней обкладке пьезоэлемента, установленного перпендикулярно касательной к окружности ротора, причем выходы вентилей подключены ко вторым входам сумматоров, выходы которых соединены с крайними обкладками пьезоэлемента, а выход первого блока управления подсоединен к управляющему .входу генератора переменного напряжения..

На фнг. 1 дана структурная схема внбродвигателя; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие работу вибродвигателя.

С ротором 1 вибродвигателя сопряжен датчик 2 скорости, который через последовательно соединенные усилитель 3, частотный дискриминатор 4 и блок управления

5 подключен к генератору 6 переменного напряжения, выходы которого подключены к формирователю 7 импульсов по пику входного сигнала, сумматорам 8, 9 и средней обкладке пьезоэлемента 10, выполненного в виде двух жестко скрепленных между собой пьезоэлектрических пластинок, установленного перпендикулярно к оси вращения ротора 1. Формирователь 7 подключен к счетному входу триггера 11, прямой и инверсный выходы которого подключены к вентилям 12, 13, соединенным с блоком управления 14 и сумматорами 8, 9. На пьезоэлементе 10 жестко установлен наконечник 15.

Вибродвигатель работает следующим образом.

При подаче синфазного сигнала питания с генератора 6 переменной частоты и сумматоров 8, 9 к обкладкам пьезоэлемента

10, последний совершает изгибные колебания. Наконечник 15 взаимодействует с ротором 1 и сообщает ему момент вращения, пропорциональный силе создаваемой пьезоэлементом.

Сигнал с генератора 6 (фиг. 2а) подается на формирователь импульсов по пику входного сигнала 7, сигнал которого (фиг. 2 b) подается к счетному входу триггера 11. Сигналы с прямого и инверсного выхода триггеров (фиг. 2е, d) через вентили 12, 13, управляемые блоком управления 14, поступают на сумматоры 8 и 9, где суммируются с сигналами генератора 6.

Таким образом к крайним обкладкам пьезоэлемента 10 поступают сигналы сложной формы (фиг. 2е, f), обеспечивающие вращение ротора 1 вибродвигателя одну или другую сторону. Для вращения ротора, например, по часовой стрелке, во время первого (I) полупериода колебаний генератора 6 (фиг. 1 и фиг. 2) правая пьезоэлектрическая пластинка пьезоэлемента 10 растягивается, а левая пластинка — укорачивается, из-за чего пьезоэлемент изгибается налево /отрезок К (фиг. 3)/ при5

65 чем, наконечник 15, взаимодействуя с ротором 1, сообщает ему момент вращения. В момент tl, т. е. при максимальном изгибе пьезоэлемента 10 налево, формирователь 7 вырабатывает импульс, переключающий триггер ll, с выхода которого через вентили 12, 13 к сумматорам 8, 9 поступают импульсы с противоположным знаком, которые суммируются с сигналами генератора

6 и вызывают синхронное укорочение пластинок пьезоэлемента, т. к. сигнал, вызывавший укорочение левой пластинки пьезоэлемента 10 во время его изгиба налево во время первого полупериода (1) сигнала генератора 6, еще больше возрастает в момент времени t (фиг. 2 f), а сигнал, вызывавший удлинение правой пластинки пьезоэлемента 10 уменьшается в момент времени t (фиг. 2е). B результате наконечник

15 отходит от ротора 1 (фиг, 3 t).

Во время второго (II) полупериода сигнала генератора пьезоэлемент изгибается направо (отрезок с фиг. 3m). В момент 1 триггер переключается и сигналы с сумматоров 8, 9 прижимают наконечник 15 пьезоэлемента к ротору 1. Такой процесс повторяется каждый период.

При реверсировании вращения ротора 1, блок управления 14, вырабатывает сигналы управления вентилями 12, 13, через которые с триггера 11 к сумматорам поступают инвертированные импульсы. Процесс вращения ротора 1 происходит аналогичным образом.

Сигнал, частота которого пропорциональна скорости вращения ротора 1 с датчика

2 через усилитель 3 поступает к частотному дискриминатору 4. С выхода дискриминатора 4 сигнал колебаний угловой скорости через блок управления 5 управляет амплитудой выходного сигнала генератора 6 и стабилизирует скорость вращения ротора 1.

Таким образом данный вибродвигатель обеспечивает реверсирование вращения ротора вибродвигателя и повышает его скорость вращения, т. к. наконечник, взаимодействующий с ротором не тормозит вращение ротора при обратном ходе пьезоэлемента, Формула изобретения

Вибродвигатель, содержащий ротор, генератор переменного напряжения, датчик скорости, через усилитель и частотный дискриминатор подсоединенный к блоку управления, и пьезоэлемент, выполненный в виде двух жестко скрепленных между собой пьезоэлектрических пластин с совпадающими по направлению векторами поляризации, отличающийся тем, что, с целью повышения угловой скорости вращения и создания возможности реверсирования ротора, в него введены два сумматора, два вентиля, формирователь импульсов по пику

I П I 11 I

1 3!

Pvz. 3

Составитель T. Щукина

Техред Л. Куклина

Корректор О. Силуянова

Редактор Е. Полионова

Заказ 2721/18 Изд. № 116 Тираж 784 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 входного сигнала, триггер и второй блок управления, подключенный к управляющим входам вентилей, к двум другим входам которых подключены прямой и инверсный выходы счетного триггера подключенного 5 через формирователь импульсов по пику входного сигнала к выходу генератора переменного напряжения, который также подсоединен к каждому из сумматоров и к средней обкладке пьезоэлемента, установ- 10 ленного перпендикулярно касательной к окружности ротора, причем выходы вентилей подключены ко вторым входам сумматоров, выходы которых соединены с крайними обкладками пьезоэлемента, а выход первого блока управления подсоединен к управляющему входу генератора переменного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2390768/18, кл. Н 01 1 41/10, 1977 r.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2574734/18-25, кл. Н 01 1 41/10, 1978 г. (и р ототи п) .