Пьезоэлектрический двигатель
Формула | Описание | Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Формула
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий полый цилиндрический пьезоэлемент, размещенный в корпусе между опорными элементами с конической поверхностью, и элемент стыковки с объектом перемещения, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения точности, надежности и температурной стабильности, пьезоэлемент выполнен монолитным с радиальной поляризацией, а опорные элементы изготовлены полыми с конической внутренней поверхностью и выполнены из материала, температурный коэффициент расширения которого удовлетворяет соотношению:
где 
п и к соответственно температурные коэффициенты расширения материала пьезоэлемента и выступающих за него частей корпуса и элемента стыковки с объектом перемещения;
L и l2 соответственно длина пьезоэлемента и выступающих за него частей корпуса и элемента стыковки с объектом перемещения;
угол наклона конических внутренных поверхностей опорных элементов;
D0 наружный диаметр пьезоэлемента.
Описание
Цель изобретения упрощение конструкции, повышение точности, надежности и температурной стабильности.
На чертеже показан вариант конструкции пьезоэлектрического двигателя.
Двигатель состоит из пьезоэлектрического цилиндра 1 с радиальной поляризацией, с торцами которого сопряжены полые опорные элементы 2 и 3 с конической внутренней поверхностью. Опорный элемент 2 связан с упругим корпусом 4, а опорный элемент 3 с винтом 5, обеспечивающим зажатие пьезоцилиндра 1 между опорными элементами 2 и 3.
Устройство работает следующим образом. На пьезоцилиндр 1 подается управляющее напряжение, в результате чего он удлиняется по оси и увеличивается по диаметру. Увеличение диаметра пьезоцилиндра 1 приводит к выжиманию в стороны опорных элементов 2 и 3 благодаря конической форме их внутренних поверхностей. При изменении знака управляющего напряжения пьезоцилиндр 1 уменьшается в длину и сжимается по диаметру. Это приводит к тому, что опорные элементы 2 и 3 надвигаются на него под действием упругости корпуса 4. Величина дополнительного смещения пьезодвигателя определяется соотношением
Z D/tg (1) где D изменение диаметра пьезоцилиндра 1, угол наклона внутренних поверхностей опорных элементов 2 и 3.Величину
D можно определить по формулеD d31UD/t+d33U/2, (2) где D исходный диаметр пьезоцилиндра 1, t толщина его стенок, U управляющее напряжение, d33 и d31 пьезомодули в направлении поляризации пьезоматериала и в перпендикулярном к нему.Изменение диаметра пьезоцилиндра 1 при изменении температуры на
tDпт Do п t. где Do исходный диаметр пьезоцилиндра 1, п- ТКР материала пьезоцилиндра 1.Изменение внутреннего диаметра опорных элементов 2 и 3
Dот Do оп t. где оп- ТКР материала опорных элементов 2 и 3.Изменение длины устройства за счет изменения наружного диаметра пьезоцилиндра 1 и внутренних диаметров опорных элементов 2 и 3
Lo -Do t( оп- п)/tg Изменение длины устройства за счет продольного расширения пьезоцилиндра 1 при нагреве
Lп= L п t.Изменение длины устройства за счет расширения выступающих справа и слева от пьезоцилиндра 1 частей корпуса 4 и гайки 5 суммарной длиной l и с ТКР
кLk l к t.При полной компенсации температурной деформации устройства
Lo+ Ln+ Lk0, следовательно arctg 
(3)Пьезоцилиндр 1 может быть изготовлен из пьезокерамики ЦТС-23, а опорные элементы 2 и 3 из бронзы или стали.
П р и м е р. Пусть пьезоцилиндр 1 изготовлен из пьезокерамики ЦТС-23 (d33= 2
10-10 Кл/Н, d31 -10-10 Кл/Н, п 
3x x10-6 град-1), имеет длину L 3 10-2 м, наружный диаметр Do 2 10-2 м, предельное управляющее напряжение Uп 2 кВ. Опорные элементы 2 и 3 изготовлены из бронзы ( оп=17,5 10-6 град-1), выступающие части корпуса 4 и гайки 5 изготовлены из бронзы и имеют суммарную длину l 2 10-2 м.Тогда в соответствии с выражением (3) полная компенсация температурных деформаций пьезодвигателя достигается при
=33,4о.При замене бронзы нержавеющей сталью с
к= 11 10-6 град-1 получаем = 27,3о и Z 3,5 мкм.Без применения опорных элементов с конической внутренней поверхностью температурное изменение длины устройства при изготовлении корпуса из бронзы составило бы
Lt Ln+ Lk 0,44 мкм/град, а при изготовлении из стали Lt 0,31 мкм/град.Использование: в устройствах точной механики, в робототехнике, станкостроении, оптике. Сущность изобретения: опорные элементы выполнены полыми с конической внутренней поверхностью и сопряжены с торцами полого пьезоцилиндра с радиальной поляризацией, причем опорные элементы выполнены из материала, температурный коэффициент расширения которого удовлетворяет соотношению:
, где п и к соответственно температурные коэффициенты расширения материала пьезоэлемента выступающих за него частей двигателя, L и lк соответственно длина пьезоэлемента и выступающих за него частей двигателя, угол наклона конических внутренних поверхностей опорных элементов, Do наружный диаметр пьезоэлемента. 1 ил. Рисунки
Заявка
4812442/25, 09.04.1990
Ленинградский институт точной механики и оптики
Бойков В. И, Быстров С. В, Смирнов А. В, Чежин М. С
МПК / Метки
МПК: H01L 41/09, H02N 2/00
Метки: двигатель, пьезоэлектрический
Опубликовано: 20.12.1995
Код ссылки
<a href="https://patents.su/0-1829863-pezoehlektricheskijj-dvigatel.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Пьезоэлектрический двигатель</a>
Опорный флуоресцирующий элемент
Номер патента: 531071
Опубликовано: 05.10.1976
Авторы: Гутман, Королев, Михальченко
МПК: G01N 21/52
Метки: опорный, флуоресцирующий, элемент
...и механические характеристики,Выполнение опорного элемента из смеси2 п б Си и 2 п 5 А( в соотношении 4;1 обес-З 0печивает стабильность опорных элементовдля измерения флуоресценции в области 450600 нм при возбуждении в области 280380 нм. Для уравнивания величин энергетического выхода флуоресценции опорного эле- З 5мента и анадизируемого вещества могутбыть использованы химически нейтральныек кристалдофосфору балластные добавки. Спомощью балластной добавки, например химически чистого Ба 50,взятого в соотношении 1;1-500;1 со смесями кристалдофосфоров, можно подучить опорные флуоресцируюшие элементы с уменьшенной величинойэнергетического выхода флуоресценции,Описанные опорные флуоресцируюшие элементы могут найти широкое применение...
Устройство для преобразования относительного изменения элементов полного сопротивления в активную величину
Номер патента: 974300
Опубликовано: 15.11.1982
Авторы: Иванчиков, Колганов, Лебедев, Любезнов, Прокунцев, Трясогузов, Шаронов
МПК: G01R 27/26
Метки: активную, величину, изменения, относительного, полного, преобразования, сопротивления, элементов
...обкладок конденсаа тора 9 к общей шине (оплетке 17 кабе- ля 11) необходимо включить резистор К 10 (фиг. 1) в связи с чем появляется необходимость отделить постоянную составляющую от генератора, т.е. включить 1 конденсатор связи 12.Аналогично работает .другая часть схемы при этом конденсатор 1 заряжается до напряжения, определяемого величиной конденсатора 5, причем полярность напряжения на конденсаторе 1 противоположна напряжению на конденсаторе 9.10 гс 5"1 -с. с 23Таким образом, на конденсаторах 1 и 9 формируются уровни положительной 1 и отрицательной полярности (Е , Е) со-, ответственно, резисторы 2 и 10 притянули эти уровни к общей шине, что позволяет получить разность этих уровней (фиг, 4), которые фиксируются на конденсаторе связи...
Опорно-центрирующий элемент бурильной колонны
Номер патента: 1601317
Опубликовано: 23.10.1990
Авторы: Алешин, Минкин, Никаноров, Черных
МПК: E21B 17/10
Метки: бурильной, колонны, опорно-центрирующий, элемент
...поверхности опорных втулок 2, связанных с корпусом 1 штифтами 4, снижает разработку стенки ствола скважины,Формула изобретения 20 Опорно-центрирующий элемент бурильной колонны, включающий трубчатый корпус с жестко закрепленными по его концам опорными втулками, образующими с наружной поверхностью корпуса продольные каналы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, корпус в поперечном сечении выполнен в виде равностороннего треугольника, причем диаметр окружности, описанной по вершинам треугольника в средней части корпуса, равен диаметру наружной поверхности опорной втулки, а по концам корпуса на длине установки опорной втулки - диаметру внутренней поверхности последней. г,2 йЫЗ и 1 ель В. РодинКравчук СостаРедактор В....
Устройство преобразования относительного изменения элементов полного сопротивления в активную величину
Номер патента: 781710
Опубликовано: 23.11.1980
Авторы: Иванчиков, Колганов, Лебедев, Любезнов, Прокунцев, Трясогузов, Шаронов
МПК: G01R 27/02
Метки: активную, величину, изменения, относительного, полного, преобразования, сопротивления, элементов
...принципиальная схема устройства; на фиг, 2 -зависимость амплитуды выходного сигнала от изменения преобразуемого параметра, йри различных постоянныхзначениях напряжения питания,Устройство содержит общую шину 1,цепь, сбставленную из последовательно соединенных элементов полного сопротивлейия, например конденсаторов5 2 и 3, в качестве которых может бытьиспользован дифференциальный конденсатор, средняя обкладка которого соединяется с общей шиной 1, четырехвторичных обмоток 4-7, причем обмотки20 4 и 7, 5 и 6 наматываются во взаимнопротивоположных направлениях и физически уравновешены относительно первичной обмотки трансформатора, четырех диодов 8-11 и образцовых элементов 12 и 13, которые могут быть составлены, например из...
Устройство для умножения произвольных элементов расширенных полей галуа gf(р )
Номер патента: 1334143
Опубликовано: 30.08.1987
Авторы: Горбенко, Маркелов, Сныткин, Тимченко
МПК: G06F 7/52
Метки: gf(р, галуа, полей, произвольных, расширенных, умножения, элементов
...блока 10распределения и одновременно черезэлемент ИЛИ 13 поступает на первыйвход элемента И 14, С выходов АЦП 15снимается цифровой код, который поступает на управляющие входы ДПКД121 на другой вход 2 которого поступают импульсы с генератора 11. С выхода ДПКД 12 на второй вход элементаИ 14 поступают импульсы с измененнымв зависимости от длительности импульса с вьгхода блока 19 периодом ихследования. Эти импульсы проходятчерез открытый элемент И 14 на входблока 10 распределения в такой последовательности, которая определяетсяномером входа, на котором существует,единичный сигнал от дешифратора 9.Эта последовательность импульсов с выходов блока 10 распределения управляет работой элементов И 17 по их второму входу, на первый вход которьгх...
Предыдущий патент: Матричный накопитель для постоянного запоминающего устройства
Следующий патент: Способ изготовления электродной системы вакуумного люминесцентного индикатора
Случайный патент: Устройство для выгрузки сыпучего материала из штабеля