Пьезоэлектрический шаговый двигатель

 

Союз Советски»

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (о843032 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)М. Кл.

H 01 L 41/08

Н 02 И 11/00 (22) Заявлено 090879 (21) 2807842/18-25 с присоединением заявки ¹

Государстиеииый комитет

СССР

ll0 делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300681. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 30.06,81 (53) УДК 537. 228. 1 (088. 8) (71) заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ IrtAFOBblA ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике и автоматике, а именно к пьезоэлектрическим шаговым двигателям, которые могут найти применение в качестве привода н системах управления станков с цифровым программным управлением, в гарфопостроителях, устройствах наведения и т.д.

Известен пьезоэлектрический шаговый двигатель, содержащий ротор в виде конуса, с которым фрикционно сопряжена насадка в виде ответного ротору обратного конуса, укрепленная на торсионе, состоящем из пары пьезоэлементов соответственно линейной и iS сдвиговой деформации (1).

Однако конструкция данного двигателя достаточно сложна.

Известен также пьезоэлектрический шагофый двигатель, содержащий ротор 20 в виде диска, корпус и жестко укрепленный н корпусе движитель ротора, выполненный в ниде пары жестко скрепленных трубчатых пьезоэлементов соответственно линейной и крутильной деформаций(2) .

Недостатком известного двигателя является невысокая точность отработки шагов вследствие того, что часть 30 времени ротор и движитель не находятся во фрикционном контакте, Цель изобретения — повышение точности работы. указанная цель достигается тем, что пьезоэлектрический шаговый двигатель, содержащий ротор в виде диска, корпус и жестко укрепленный в корпусе движитель ротора, выполненный в виде пары жестко скрепленных трубчатых пьезоэлементов соответственно линейной и крутильной деформаций, содержит дополнительно второй аналогично выполненный движитель, расположенный по другую сторону диска ротора, причем, по крайней мере, один движитель постоянно находится во фрикционном контакте с диском ротора.

На фиг. 1 схематически изображен пьезоэлектрический шаговый двигатель; на фиг. 2 — последовательность подачи импульсов питания на электроды пьезоэлементов.

Двигатель состоит из вала 1, установленного в подшипниках 2, на котором укреплен ротор в ниде диска 3.

С обеих сторон диска расположены днижители, каждый из которых содержит пару трубчатых пьезоэлементов

4 н 5, 6 и 7, жестко соединенных

843032 между собой и укрепленных одним концом в корпусе 8. Пьезоэлементы снабжены электродами .и поляризованы так, что при подаче питающего напряжения пьезоэлементы 4 и 7 имеют деформацию сжатия-растяжения, а пьезоэлементы

5 и 6 - деформацию кручения. Работа двигателя синхронизирована с помощью блока 9 управления.

ПЬезоэлектрический шаговый двигатель работает следующим образом.

В исходном состоянии пьезоэлемент 5 находится в зацеплении (фрикционном контакте) с диском 3, а пьезоэлемент 6 в это время расцеплен. Вращение вала 1 начинается при подаче на электроды пьезоэлемента 5 !5 управляющего напряжения U< (фиг. 2), в результате чего он скручивается и поворачивает диск 3 с валом 1 на угол, пропорциональный этому напряжению. После остановки ротора в мо- „.щ мент времени й„ на электроды пьезоэлемента 7 подается напряжение U такой полярности, что он удлиняется и вводит в зацепление с диском 3 пьезоэлемент 6.,Затем на электроды пьезоэлемента 4 подается напряжение

U> такой полярности, что он укорачивается и выводит из зацепления с диском 3 пьезоэлемент 5, с которого после этого снимается напряжение U . Напряжение U сдвинуто по фазе относительно напряжения U< на угол Ч = 10-15 . В результате этого осуществляется фиксация рабочего органа в режиме движения. Далее на электроды пьезоэлемента 6 подается З5 управляющее напряжение 04, сдвинутое по фазе на угол Ч = 10-15О относительно напряжения U, такой полярности, что он, скручиваясь, поворачивает диск 3 и вал 1 в ту же сторону, что и пьезоэлемент 5. После остановки ротора в момент времени t с пьезоэлемента 4 снимается напряжение 09, а с пьезоэлемента 7 - напряжение 0 . В результате этого. пьезоэлемент 5 входит в зацепление, а пьезоэлемент 6 выходит из зацепления с диском 3, после чего с пьезоэлемента 6 снимается напряжение U4 и весь цикл повторяется.

Выполнение двигателя с двумя движителями (даже если один из них находится в каждый момент в контакте с ротором) позволяет существенно по-. высить точность отработки шагов.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический шаговый двигатель, содержащий корпус, в котором размещены ротор в виде диска и укрепленный в корпусе движитель ротора, выполненный в виде пары жестко скрепленных трубчатых пьезоэлементов соответственно линейной и крутильной деформаций, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы, он содержит дополнительно второй аналогично выполненный движитель, расположенный по другую сторону диска ротора, причем, по крайней мере, один движитель постоянно находится во фрикционном контакте с диском ротора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 604058, кл. Н 02 N 11/00, 1976.

2. Патеит CIQA В 4019073, кл. 310-82, опублик. 1977 (прототип).

843032 2

Фин 2

Составитель В. Баев

Техред И. Коипура КорректорН. Стец

Редактор A. Лежнина

Заказ 5140/72,Тираж 784 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4