РЕВЕРСИВНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ

РЕВЕРСИВНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ


RU (11) 2062545 (13) C1

(51) 6 H02N2/10 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 92010373/25 
(22) Дата подачи заявки: 1992.12.07 
(45) Опубликовано: 1996.06.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 115162, кл. Н 02 N 2/00, 1983. Патент Великобритании N 2118373, кл. Н О2 N 11/00, 1983. 
(71) Заявитель(и): Чесноков Г.А.; Морозов В.П.; Колесников Д.П.; Иванов В.А.; Котов В.А.; Морозова Н.А. 
(72) Автор(ы): Чесноков Г.А.; Морозов В.П.; Колесников Д.П.; Иванов В.А.; Котов В.А.; Морозова Н.А. 
(73) Патентообладатель(и): Чесноков Герман Александрович; Морозова Наталья Александровна; Колесников Дмитрий Павлович; Иванов Виктор Алексеевич; Котов Валерий Аронович 

(54) РЕВЕРСИВНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ 

Использование: безредукторный серводвигатель с широким диапазоном частот вращения для систем автоматики. Сущность изобретения: двигатель содержит два пьезоэлектрических осциллятора с толкателями, отогнутыми в противоположных направлениях, взаимодействующими с индивидуальными роторами. Между роторами размещены тела качения (шарики), связанные диском-сепаратором с выходным валом. При подаче на один из осцилляторов высокочастотного напряжения соответствующий ротор вращается в ту или другую сторону, увлекая тела качения и приводя во вращение выходной вал. При одновременном включении осцилляторов частота вращения ротора составит алгебраическую полусумму частот вращения роторов. Во втором варианте роторы попеременно сочленяются с выходным валом посредством фрикционных элементов. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Настоящее изобретение относится к пьезоэлектрическим приборам, а более точно к реверсивным пьезоэлектрическим двигателям вращательного движения, и может найти применение в качестве низкооборотных безредукторных приводов различных механизмов, в частности таких, как лентопротяжные механизмы магнитофонов, устройства ввода-вывода, цифропечатающие устройства, в автомобильной промышленности в качестве приводов стеклоочистителей, стеклоподъемников и др.

Известен реверсивный пьезоэлектрический двигатель [1] включающий ротор с установленным внутри него пьезоэлектрическим осциллятором в виде стержня, с толкателями на концах. Осциллятор укреплен на качающемся рычаге так, что в крайних положениях рычага с рабочей поверхностью ротора взаимодействует один из толкателей, обеспечивая вращение ротора в соответствующую сторону.

Недостаток такого двигателя ограниченная удельная мощность (отнесенная к объему) вследствие того, что крутящий момент обеспечивается взаимодействием лишь одного толкателя. (Увеличение числа осцилляторов и/или толкателей усложняет конструкцию, но проблемы мощности не решает.)

Известен реверсивный пьезоэлектрический двигатель [2] Двигатель содержит два соосно установленных пьезоэлектрических осциллятора с электродами и толкателями. Один из осцилляторов установлен на статоре неподвижно, другой - на выходном валу, при этом электрический контакт электродов подвижного осциллятора осуществлен с помощью контактных колец и щеток. Толкатели на осцилляторах отогнуты в одном направлении и взаимодействуют с промежуточным ротором в виде цилиндра. При подаче переменного напряжения на электроды неподвижного осциллятора его толкатели вращают промежуточный ротор и далее - выходной вал с подвижным осциллятором за счет трения его толкателей, отогнутых по ходу вращения промежуточного ротора. При подаче напряжения на электроды подвижного осциллятора его толкатели, взаимодействуя с неподвижным промежуточным ротором, заторможенным толкателями неподвижного осциллятора, вращают подвижный осциллятор с выходным валом в обратном направлении. При отсутствии напряжения на обоих осцилляторах двигатель заторможен.

Недостатком этого двигателя является наличие контактных колец со щетками, существенно снижающих его надежность, а также ограниченный момент, поскольку момент на выходной вал передается от активного (включенного) осциллятора за счет сил трения прижатых к промежуточному ротору толкателей пассивного осциллятора, т.е. пара "промежуточный ротор пассивный осциллятор" является фактически фрикционной муфтой с ограниченным моментом. Что касается отрицательного влияния контактных колец, то необходимо учитывать следующие обстоятельства. Для работы осциллятора на его электроды необходимо подавать высокочастотное напряжение в сотни вольт при токах от долей до нескольких ампер, что ограничивает применение двигателей с такими токоподводами во взрывоопасных условиях.

В основу изобретения положена задача создания реверсивного пьезоэлектрического двигателя с таким конструктивным исполнением, которое позволило бы за счет выполнения промежуточного ротора из двух независимых частей, каждая из которых может быть связана с выходным валом, во-первых, повысить надежность двигателя за счет неподвижной установки в корпусе обоих осцилляторов, избавившись, таким образом, от необходимости применения скользящих контактов, и, во-вторых, уменьшить или исключить ограничение крутящего момента.

Поставленная задача решается тем, что в реверсивном пьезоэлектрическом двигателе (I вариант), содержащем корпус с размещенными в нем двумя пьезоэлектрическими осцилляторами, на рабочих поверхностях которых наклонно укреплены толкатели, фрикционно сопряженные с рабочей поверхностью ротора, связанного с выходным валом, согласно изобретению оба осциллятора установлены в корпусе неподвижно, толкатели на осцилляторах отогнуты в противоположных направлениях, а ротор выполнен из двух независимых частей индивидуальных роторов, между которыми размещены связанные с выходным валом тела качения, взаимодействующие с роторами фрикционно или путем зубчатого зацепления. При этом согласно изобретению осцилляторы выполнены в виде плоских колец с электродами на плоских поверхностях и цилиндрическими рабочими поверхностями.

Кроме того, согласно изобретению рабочие поверхности роторов выполнены цилиндрическими. При этом согласно изобретению осцилляторы и их роторы расположены концентрично. А также согласно изобретению двигатель содержит элементы для упругого прижатия роторов к телам качения, взаимодействующим с роторами фрикционно.

Кроме того, согласно изобретению рабочие поверхности роторов выполнены коническими и ориентированы вершинами встречно. А также согласно изобретению осцилляторы выполнены в виде цилиндров с электродами на цилиндрических поверхностях и торцовыми рабочими поверхностями, а рабочие поверхности роторов выполнены плоскими.

Поставленная задача решается также тем, что в реверсивном пьезоэлектрическом двигателе (II вариант), содержащем корпус с размещенными в нем двумя пьезоэлектрическим осцилляторами в виде плоских колец, на цилиндрических рабочих поверхностях которых наклонно укреплены толкатели, фрикционно сопряженные с рабочей поверхностью ротора, связанного с выходным валом, согласно изобретению оба осциллятора установлены в корпусе неподвижно, толкатели на осцилляторах отогнуты в противоположных направлениях, ротор выполнен из двух независимых частей индивидуальных для каждого осциллятора роторов, снабженных на внешних торцах фрикционными элементами, с коническими рабочими поверхностями, ориентированными вершинами (меньшими основаниями) кнаружи, и при этом двигатель дополнительно содержит установленные на выходном валу по обе стороны роторов диски с фрикционными элементами для взаимодействия с фрикционными элементами роторов, а сами роторы связаны между собой в осевом направлении и установлены с возможностью вращения относительно друг друга и перемещения в осевом направлении до контакта в крайних положениях своих фрикционных элементов с фрикционными элементами дисков.

Данное изобретение позволит существенно повысить надежность реверсивного пьезоэлектрического двигателя за счет отсутствия в нем подвижных (скользящих) контактов в цепи питания осцилляторов, а также повысить крутящий момент за счет уменьшения проскальзывания пассивной группы толкателей (т. е. толкателей обесточенного осциллятора) или исключения пассивной группы толкателей при передаче момента.

В дальнейшем изобретение иллюстрируется конкретными примерами его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых: фиг. 1 изображает реверсивный пьезоэлектрический двигатель с соосно расположенными парами элементов осциллятор ротор с цилиндрической рабочей поверхностью, с телами качения между роторами и с элементами для прижатия роторов к телам качения, продольный разрез, согласно изобретению; фиг. 2 изображает реверсивный пьезоэлектрический двигатель, поперечный разрез А-А на фиг. 1, согласно изобретению; фиг. 3 изображает реверсивный пьезоэлектрический двигатель с соосно расположенными парами элементов осциллятор ротор с конической рабочей поверхностью, с телами качения между роторами, согласно изобретению; фиг. 4 изображает реверсивный пьезоэлектрический двигатель с соосно расположенными роторами, с телами качения в виде зубчатых колес между ними, согласно изобретению; фиг. 5 изображает реверсивный пьезоэлектрический двигатель с соосно расположенными осцилляторами и роторами с плоскими рабочими поверхностями, с телами качения между роторами, согласно изобретению; фиг. 6A.6D изображают реверсивный пьезоэлектрический двигатель с концентричным расположением осцилляторов и роторов, с телами качения в виде зубчатых колес (валиков) или конических гладких роликов между роторами, согласно изобретению; фиг. 7 изображает реверсивный пьезоэлектрический двигатель по II варианту с соосно расположенными и снабженными фрикционными элементами роторами и установленными на выходном валу дисками, согласно изобретению; фиг. 8 иллюстрирует работу реверсивного пьезоэлектрического двигателя по I варианту, согласно изобретению.

Реверсивный пьезоэлектрический двигатель по I варианту (фиг. 1) содержит корпус 1, в котором неподвижно установлены пьезоэлектрические осцилляторы 2 и 3 с толкателями 4 и 5 соответственно, и подвижно с возможностью вращения и осевого перемещения роторы 6 и 7, между которыми, как между обоймами упорного подшипника, размещены по окружности в круговых беговых дорожках-желобах тела качения шарики 8. Шарики установлены в отверстиях диска-сепаратора 9, укрепленного неподвижно на выходном валу 10 двигателя. Роторы 6 и 7 прижаты к шарикам 8 усилием пружин сжатия 11 через посредство упорных шариковых подшипников, в которых функцию обойм, между которыми размещены шарики 12, выполняют нажимное кольцо 13, роторы 6 и 7 и корпус 1.

Тела качения могут быть выполнены также в виде зубчатых колес 14, установленных между роторами 6 и 7, имеющими по окружности соответствующие зубчатые венцы 15 (фиг. 4). Зубчатые колеса 4 установлены на осях 16 и поводках 17, укрепленных неподвижно на выходном валу 10.

Пьезоэлектрические осцилляторы 2 и 3 радиальных колебаний акустически изолированы от корпуса 1 посредством прокладок 18 из эластичного материала (например, резины) и закреплены на нем с помощью гаек 19. Корпус 1 служит для защиты пьезоэлектрических осцилляторов и других элементов двигателя от повреждения, а также для закрепления пьезоэлектрического двигателя в изделии.

Пьезоэлектрический осциллятор радиальных колебаний представляет собой электромеханическое устройство для преобразования электрической энергии в механическую энергию колебательного, преимущественно в радиальном направлении, движения частиц активного элемента пьезоэлектрического осциллятора - пьезоэлемента 20, выполненного в виде тела вращения. Для создания в пьезоэлектрическом осцилляторе радиальных колебаний пьезоэлемент 20 выполнен в виде кольца (диска с отверстием) и изготовлен из материала, обладающего пьезоэлектрическими свойствами, с электродами 21 на плоских поверхностях кольца, снабженными выводами 22. Электроды представляют собой тонкое металлическое покрытие на шлифованной поверхности пьезоэлемента 20. Переменное напряжение от источника питания (на чертежах не показан) подводится к электродам 21 через выводы 22, припаянные к электродам, как показано на фиг. 1 (или контактным способом).

На рабочих цилиндрических поверхностях пьезоэлементов укреплены толкатели 4, 5, которые другими концами упираются во внутренние поверхности роторов 6 и 7 под острым углом, причем в противоположных направлениях, образуя две группы разнонаправленных толкателей.

На фиг. 3 показан аналогичный по компоновке реверсивный пьезоэлектрический двигатель с коническими рабочими поверхностями роторов 6 и 7 и косо срезанными концами толкателей 4 и 5. Такая форма элементов обеспечивает при работе двигателя возникновение на роторах 6 и 7 осевых усилий, обеспечивающих прижатие роторов к телам качения 3.

В двигателе, показанном на фиг. 5, осцилляторы 2, 3 выполнены в виде полых цилиндрических элементов с электродами 21 на их цилиндрических поверхностях и с толкателями 4, 5, установленными на торцовых поверхностях. Толкатели 4, 5 на осцилляторах отогнуты в противоположных направлениях и упираются свободными концами в плоские поверхности роторов 6 и 7, между которыми размещены тела качения шарики 8, установленные в отверстиях диска-сепаратора 9, укрепленного на выходном валу 10.

На фиг. 6 показан реверсивный пьезоэлектрический двигатель с концентричным расположением пьезоэлектрических осцилляторов и роторов. Осцилляторы 2 и 3 с толкателями 4 и 5 укреплены концентрично в корпусе 1. В пространстве между ними размещены роторы 6 и 7, а между роторами тела качения цилиндрические зубчатые колеса 14 в виде валиков, - взаимодействующие с зубчатыми венцами 15 на цилиндрических поверхностях роторов 6 и 7 (фиг. 6C).

Зубчатые колеса 14 установлены на осях 16 и поводках 17, укрепленных неподвижно на выходном валу 10. На осях 16 в плоскости торцов роторов 6 и 7 установлены шайбы 23 (фиг. 6B), препятствующие осевому смещению роторов.

Использование зубчатого зацепления между роторами 6 и 7 и телами качения зубчатыми колесами (валиками) 14 не требует дополнительного прижатия роторов к валикам.

Однако в случае использования гладких (не зубчатых) тел качения (шариков или роликов) применяются специальные элементы для обеспечения необходимого усилия прижатия роторов к телам качения. На фиг. 6 показана схема взаимодействия ротора с телами качения в виде конических роликов 24. Ролики размещены между роторами 6 и 7 на осях 16; своей боковой поверхностью ролики касаются кромок роторов. В осевом направлении каждая пара роликов 24 поджата пружинной сжатия 25, усилие которой в сочетании с углом конусности роликов определяет усилие прижатия роторов к роликам.

Реверсивный пьезоэлектрический двигатель (I вариант) работает следующим образом.

При подаче на электроды 21 одного из пьезоэлектрических осцилляторов радиальных колебаний (2 на фиг. 1) электрического напряжения определенной частоты, равной или близкой к резонансной частоте продольных радиальных колебаний пьезоэлемента 20, в нем возникают продольные радиальные колебания. Эти колебания передаются установленным на рабочей цилиндрической поверхности пьезоэлемента толкателям 4.

При расширении пьезоэлектрического элемента 20 его поверхность перемещает находящиеся с ней в механическом контакте внутренние концы толкателей 4 в радиальном направлении. Противоположные концы толкателей, упирающиеся наклонно в цилиндрическую рабочую поверхность ротора 6, вследствие заклинивания создают на роторе тангенциальное усилие (так как угол между толкателем и касательной к поверхности ротора меньше 90o), что вызывает вращение ротора 6 против часовой стрелки на фиг. 2.

При сжатии пьезоэлемента 20 внутренние концы толкателей 4, укрепленные на поверхности пьезоэлемента, перемещаются в радиальном направлении к его центру. При этом внешние концы толкателей 4, взаимодействующие с поверхностью ротора 6, вследствие уменьшения усилия прижатия и соответственно уменьшения силы трения проскальзывают по рабочей поверхности ротора и занимают новое в окружном направлении ротора положение. Обратному повороту ротора 6 могут препятствовать в значительной степени силы инерции массы ротора и связанных с ним масс приводимого во вращение механизма.

Такой процесс повторяется при колебаниях пьезоэлемента 20 и сопровождается возникновением постоянного момента, приводящего ротор 6 пьезодвигателя во вращение.

Размещенные между вращающимся ротором 6 и неподвижным ротором 7 тела качения шарики 8, находящиеся во фрикционном взаимодействии с поверхностями роторов 6 и 7, перекатываются по их беговым дорожкам и увлекают за собой сепаратор 9, приводя во вращение выходной вал 10.

Предотвращение проскальзывания тел качения шариков 8 по поверхности беговых дорожек на роторах 6 и 7 обеспечивается повышением силы трения между ними за счет увеличения взаимного прижатия роторов 6 и 7 к шарикам 8 под действием пружин сжатия 11.

Использование тел качения в виде зубчатых колес 14, взаимодействующих с зубчатыми концами 15 на роторах (фиг. 4), исключает проскальзывание и не требует прижатия роторов к зубчатым колесам, но только фиксации расстояния между ними.

При работе такого двигателя на один оборот ротора 6 сепаратор 9 с шариками 8 и соответственно выходной вал делают половину обороту, т.е. частота вращения выходного вала ниже частоты вращения ротора.

При подаче переменного напряжения на другой осциллятор 3 и отключении осциллятора 2 работа двигателя будет происходить аналогично описанному выше, за исключением направления вращения обратного, за счет того, что толкатели 4 и 5 на осцилляторах 2 и 3 отогнуты в противоположных направлениях.

Частота вращения роторов 6 и 7 определяется как резонансной частотой пьезоэлементов и конструктивными параметрами двигателя, в частности размерами и углом наклона толкателей, так и параметрами питающего напряжения частотой и амплитудой. Варьируя последний параметр, можно регулировать в широких пределах частоту вращения роторов двигателя и соответственно выходного вала 10.

При одновременной подаче на оба осциллятора питающего напряжения частота вращения выходного вала 10 составляет алгебраическую полусумму частот вращения роторов 6 и 7:

10= (6-7)/2

Меняя порядок включения осцилляторов (один, другой или оба вместе) и параметры напряжения (в частности, амплитуду), можно плавно регулировать частоту вращения выходного вала в пределах от 

При такой схеме работы двигателя возможно получение весьма низких частот вращения без снижения крутящего момента.

В двигателе фиг. 3 прижатие роторов к телам качения осуществляется за счет осевой составляющей силы взаимодействия косо срезанных концов толкателей 4, 5 с коническими поверхностями роторов 6, 7. В остальном порядок работы такого двигателя полностью повторяет порядок работы двигателя фиг. 1-2.

Двигатель с концентричным расположением осцилляторов и роторов (фиг. 6А) работает принципиально так же, как описанный выше двигатель фиг. 1-2. Особенностью же этого двигателя является различие характеристик осцилляторов 2 и 3 вследствие различия в размерах. Осциллятор 3 вследствие больших размеров имеет меньшую резонансную частоту. Поэтому, а также потому, что диаметр ротора 7 больше диаметра ротора 6, частота вращения ротора 7 будет ниже частоты вращения ротора 6, а крутящий момент выше.

В двигателях фиг. 1 и 3, использующих в качестве тел качения гладкие шарики 8, минимальное количество шариков три; при большем их числе должны предъявляться весьма жесткие требования к их размерам для обеспечения контакта всех шариков с беговыми дорожками роторов 6 и 7.

Как видно из схемы фиг. 8, приведенное к шарику 8 окружное усилие Fн от момента нагрузки на валу 10 уравновешивается силами F68 и F78, прилагаемыми к шарику со стороны роторов 6, 7 за счет сил трения между ним и роторами 6 и 7. При этом одна из сил (например, F68) создается "активным" ротором 6, приводимым во вращение толкателями 4 включенного осциллятора 2, а другая неподвижным, "пассивным" ротором 7. Эта сила уравновешивается силой трения F57 F78 ротора 7 об отогнутые в направлении действия силы концы толкателей 5. Видно, что в этой схеме пассивные элементы ротор 7 с толкателями 5 являются фактически фрикционной предохранительной муфтой, характеризуемой некоторым максимальным допустимым моментом. Из схемы также видно, что сила трения равна половине силы нагрузки Fн, т.е. реверсивный двигатель в соответствии со схемой фиг. 1-2, а также фиг. 3-6 характеризуется повышенным вдвое максимальным допустимым крутящим моментом по сравнению с прототипом.

Величина момента, передаваемого каждым шариком 8 на выходной вал 10, определяется силой нормального давления и коэффициентом трения (т.е. силой трения между поверхностями шариков 8 и беговых дорожек роторов 6 и 7), а также диаметром беговых дорожек роторов.

Поскольку при увеличении количества шариков пропорционально снижается сила нормального давления, приходящаяся на каждый шарик, то увеличение их количества не эффективно; повышения передаваемого момента (для исключения проскальзывания) можно достичь увеличением усилия пружин 11 фиг. 1 и диаметра беговых дорожек роторов.

В двигателе с концентричным расположением роторов 6 и 7 и телами качения в виде конических роликов 24, попарно поджатых пружинами 25, каждая такая пара не зависима от других; максимальный момент, передаваемый на выходной вал, определяется углом конуса роликов 24 и усилием пружин 25, а также радиусом роторов.

Реверсивный пьезоэлектрический двигатель по II варианту (см. фиг. 7) содержит корпус 1, в котором неподвижно установлены пьезоэлектрические осцилляторы 2 и 3 с толкателями 4 и 5 соответственно, со срезанными косо концами. Роторы 6 выполнены с коническими рабочими поверхностями и установлены на втулке 26, размещенной на выходном валу 10 с возможностью вращения и осевого перемещения. Роторы 6 и 7 установлены на втулке 26 с возможностью вращения на ней независимо друг от друга. На внешних торцовых сторонах роторов 6 и 7 выполнены фрикционные элементы 27 и 28 в виде плоского кольца. На выходном валу 10 установлены неподвижно диски 29 и 30 с аналогичными фрикционными элементами 31, 32, противолежащими соответствующим фрикционным элементам 27, 28 роторов 6, 7, и взаимодействующими с ними в крайних положениях роторов.

Реверсивный пьезоэлектрический двигатель по варианту II (фиг. 7) работает следующим образом.

При подаче на электроды 21 одного из пьезоэлектрических осцилляторов, например 2, электрического напряжения определенной частоты, равной или близкой к резонансной частоте радиальных колебаний пьезоэлемента 20, в нем возникают продольные радиальные колебания, которые передаются толкателям 4. При расширении пьезоэлектрического элемента 20 его наружная рабочая поверхность перемещает находящиеся в механическом контакте с ней внутренние концы толкателей 4 в радиальном направлении. Противоположные концы толкателей, наклонно упирающиеся в рабочую коническую поверхность ротора 6, вследствие заклинивания создают на роторе тангенциальное усилие (так как угол между толкателем и касательной к поверхности ротора меньше 90o), что вызывает угловое смещение ротора.

При сжатии пьезоэлемента 20 внутренние концы толкателей 4, укрепленные на поверхности пьезоэлемента, перемещаются в радиальном направлении к его центру. При этом внешние концы толкателей 4, взаимодействующие с поверхностью ротора 6, вследствие уменьшения силы трения проскальзывают по рабочей поверхности ротора и занимают новое в окружном направлении ротора положение. Обратному повороту ротора 6 могут препятствовать в значительной степени силы инерции массы ротора и связанных с ним масс приводимого во вращение механизма.

Такой процесс повторяется при колебаниях пьезоэлемента 20 и сопровождается возникновением постоянного момента, приводящего ротор 6 пьезодвигателя во вращение. В этом двигателе передача момента от роторов 6, 7 на выходной вал осуществляется через фрикционные элементы 27, 28, 31, 32 на роторах и на установленных на валу 10 дисках 29, 30.

Перемещение блока роторов 6-7, объединенных втулкой 26, происходит за счет осевой составляющей силы взаимодействия косо срезанных концов толкателей 4 с конической рабочей поверхностью ротора 6. При работающем осцилляторе 2 и отключенном осцилляторе 3 толкатели 4 взаимодействуют с конической поверхностью ротора 6, приводя его во вращение. Одновременно за счет осевой составляющей силы взаимодействия толкателей с ротором 6 ротор 6 и связанный с ним втулкой 26 ротор 7 перемещаются вверх, при этом фрикционный элемент 28 ротора 7 выходит из контакта с фрикционным элементом на укрепленном на выходном валу 10 диске 30, а фрикционные элементы 27 и 31 на роторе 6 и диске 29 входят в контакт, обеспечивая реверс двигателя. Перемещение ротора 7 возможно за счет некоторого распрямления и изгиба толкателей 5 неработающего осциллятора 3 и свободной установки ротора 7 на втулке 26, допускающей его вращение.

Такой двигатель может работать лишь при одном включенном осцилляторе, в отличие от двигателей с телами качения (по I варианту), допускающими работу с обоими осцилляторами.

Характерной особенностью этого двигателя является отсутствие ограничений крутящего момента со стороны "пассивной" пары ротор 7 толкатели 5, так как "активный" ротор связан напрямую с выходным валом 10.

Предлагаемый пьезоэлектрический двигатель может быть использован в качестве безредукторного двигателя непрерывного вращательного движения с реверсом. Двигатель может найти применение в исполнительных устройствах систем автоматики, в автомобильной промышленности в приводах механизмов опускания-подъема стекол и в др. целях. 2 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Реверсивный пьезоэлектрический двигатель, содержащий корпус с размещенными в нем двумя пьезоэлектрическими осцилляторами, на рабочих поверхностях которых наклонно укреплены толкатели, фрикционно сопряженные с рабочей поверхностью ротора, связанного с выходным валом, отличающийся тем, что оба осциллятора установлены в корпусе неподвижно, толкатели на осцилляторах отогнуты в противоположных направлениях, при этом ротор выполнен из двух частей индивидуальных роторов, между которыми размещены связанные с выходным валом тела качения, взаимодействующие с роторами фрикционно или путем зубчатого зацепления.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что осцилляторы выполнены в виде плоских колец с электродами на плоских поверхностях и цилиндрическими рабочими поверхностями.

3. Двигатель по п. 2, отличающийся тем, что рабочие поверхности роторов выполнены цилиндрическими.

4. Двигатель по п. 3, отличающийся тем, что осцилляторы и роторы расположены концентрично.

5. Двигатель по п. 3 или 4, отличающийся тем, что он дополнительно содержит элементы для упругого прижатия роторов к телам качения.

6. Двигатель по п. 2, отличающийся тем, что рабочие поверхности роторов выполнены коническими и ориентированы вершинами встречно.

7. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что осцилляторы выполнены в виде цилиндров с электродами на цилиндрических поверхностях и торцевыми рабочими поверхностями, при этом рабочие поверхности роторов выполнены плоскими.

8. Реверсивный пьезоэлектрический двигатель, содержащий корпус с размещенными в нем двумя пьезоэлектрическими осцилляторами в виде плоских колец, на цилиндрических рабочих поверхностях которых наклонно укреплены толкатели, фрикционно сопряженные с рабочей поверхностью ротора, связанного с выходным валом, отличающийся тем, что оба осциллятора установлены неподвижно, толкатели на осцилляторах отогнуты в противоположных направлениях, ротор выполнен из двух частей индивидуальных роторов, снабженных на внешних торцах фрикционными элементами, с коническими рабочими поверхностями, ориентированными меньшими основаниями наружу, при этом двигатель дополнительно содержит установленные на выходном валу по обе стороны роторов диски с фрикционными элементами для взаимодействия с фрикционными элементами роторов, а роторы связаны между собой в осевом направлении и установлены с возможностью вращения относительно друг друга и осевого перемещения до контакта в крайних положениях своих фрикционных элементов с фрикционными элементами дисков.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru