RU231482U1 - Шаговый пьезодвигатель - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к двигателям электромашин для передачи поступательного движения к объектам в шаговом режиме. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей двигателя. Шаговый пьезодвигатель состоит из корпуса, штока, набора пьезопластин (пьезопакет). Внутренняя полость корпуса разделена на две симметричные части, где шток оснащен двумя симметрично расположенными цилиндрическими пьезопакетами, установлен фрикционный механизм передачи движения, состоящий из фрикционных пар «кольцо-шток», ограниченный с одной стороны металлическим подвижным фрикционным кольцом, а с другой стороны - неподвижным, находящимся в режиме чередующегося взаимодействия: контакта или скользящего трения. Установленные прижимные пружины опираются на внутренние торцевые стенки корпуса. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к двигателям электрических машин для передачи поступательного движения к объектам в шаговом режиме, и может быть использована в робототехнике, при протезировании конечностей, в летательных аппаратах, в том числе в электроклапанах систем полива сельскохозяйственных культур.

Известен шаговый пьезодвигатель (Патент Российской федерации на изобретение №2715881. Опубл. 29.01.2019. Бюл. №4), принятый за прототип, состоящий из корпуса, ползуна, расположенного в корпусе и состоящего из последовательно соединенных элементов: заднего распорного пьезоэлектрического ползуна, ходового пьезоактуатора и переднего распорного пьезоэлектрического ползуна. С передним распорным пьезоэлектрическим ползуном соединен шток нагрузки. Задний распорный пьезоэлектрический ползун, ходовой пьезоактуатор и передний распорный пьезоэлектрический ползун, соединены упругим средством.

Недостатком прототипа является то, что при прекращении подачи электрического сигнала на пьезоэлементы ползуна, его положение не фиксируется, что приводит к ограничению функциональных возможностей, связанных с конструкцией. Все дело в распорных ползунах.

Задачей полезной модели является усовершенствование пьезодвигателя, в котором путем модернизации, основанной на новой совокупности и взаимосвязи конструктивных элементов, существенно расширяются функциональные возможности.

Поставленная задача решается тем, что шаговый пьезодвигатель, состоящий из корпуса, штока, набора пьезопластин (пьезопакет), согласно предложенной конструкции внутренняя полость корпуса разделена на симметричные части, где шток оснащен двумя симметрично расположенными цилиндрическими пьезопакетами, установлен фрикционный механизм передачи движения, состоящий из фрикционных пар «кольцо-шток», ограниченный с одной стороны металлическим подвижным фрикционным кольцом, а с другой стороны - неподвижным, находящимся в режиме чередующегося взаимодействия: контакта или скользящего трения, а установленные прижимные пружины опираются на внутренние торцевые стенки корпуса.

В примерах конкретного выполнения на каждом фрикционном кольце пары выполнена радиальная прорезь, где установлены пьезокерамические пластины.

Разделение полости корпуса на две симметричные части, где шток, оснащеный двумя симметрично расположенными цилиндрическими пьезопакетами и установленный фрикционный механизм, обеспечивают фиксацию штока после прекращения подачи электрической энергии на пьезопакеты за счет работы фрикционной пары «кольцо-шток».

Фрикционные кольца с радиальными прорезями, где установлены пьезокерамические пластины, при подаче электрической энергии на кольца фрикционной пары взаимодействие переходит в режим скользящего трения, а при снятии напряжения - включается фрикционная пара в режим контакта, что обеспечивает фиксацию штока в заданное время цикла работы двигателя.

Прижимные пружины, которые опираются на внутренние торцевые стенки корпуса, устраняют воздушные зазоры между пьезокольцами.

Предложенная конструкция фрикционного кольца во взаимодействии с другими конструктивными элементами дает возможность расширить функциональные возможности пьезодвигателя при необходимости передачи поступательного движения объектам в шаговом режиме.

Сущность полезной модели поясняется схематическими изображениями.

На фиг. 1 представлен шаговый пьезодвигатель, общий вид.

На фиг. 2 представлено фрикционное кольцо, сечение А-А.

Шаговый пьезодвигатель состоит из корпуса 1, фрикционных неподвижных колец 2 и 8, штока 7, направляющих колец 6 и 12, фрикционных подвижных колец 4 и 10, пьезоколец 3 и 9, прижимных пружин 5 и 11.

Работа предложенного устройства основана на пьезоэффекте и осуществляется за счет фрикционного механизма передачи движения, который состоит из четырех фрикционных пар «кольцо-шток»: 2-7, 4-7, 8-7, 10-7. Данные пары могут находиться в режиме чередующегося взаимодействия: контакта или скользящего трения.

Для передвижения штока вправо подают сигнал на фрикционные кольца 2, 8, 10. Затем подают сигнал основного движения на пьезокольца 3, которые начинают деформироваться, то есть расширяться, расстояние Δt меняется и передает свое усилие на фрикционные кольца 4 и 2, что приводит к движению штока 7. Данный вид движения является шаговым. В противоположную сторону происходит симметричное движение.

Claims (2)

1. Шаговый пьезодвигатель, состоящий из корпуса, штока, набора пьезопластин (пьезопакет), отличающийся тем, что внутренняя полость корпуса разделена на две симметричные части, где шток оснащен двумя симметрично расположенными цилиндрическими пьезопакетами, установлен фрикционный механизм передачи движения, состоящий из фрикционных пар «кольцо-шток», ограниченный с одной стороны металлическим подвижным фрикционным кольцом, а с другой стороны - неподвижным, находящимся в режиме чередующегося взаимодействия: контакта или скользящего трения, а установленные прижимные пружины опираются на внутренние торцевые стенки корпуса.

2. Шаговый пьезодвигатель по п. 1, отличающийся тем, что на каждом фрикционном кольце пары выполнена радиальная прорезь, куда установлены пьезокерамические пластины.