Пьезоэлектрический преобразователь микроперемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ боростроен ьстео СССР /00, 1976 г.ЕСКИЙ ПРЕОБ ЕМЕЩЕНИЙ сится к средств перемещений и управления поло ов приборных Цель изобретени РАе" ниче го н 1 может тельно е(57) Изобретение атновоспроизведения микрожет использоваться длянием рабочих органтехнологических систем обретение относится к электромеха им преобразователям электрическо яжения е линейное перемещение и использоваться в качестве исполни о механизма микроперемещений Ц лью изобретения является расширение диапазона перемещений.На чертеже показана конструктивная схема пьезоэлектрического преобразоватеъля микроперемещений.Пьезоэлектрический преобразователь микроперемещений содержит основание 1, являющееся базовой поверхностью преобразователя микроперемещений, набор иэ основного и промежуточных пьезоэлементов 2, выполненных в виде полых цилиндров разного диаметра с возможностью их соосного расположения с некоторым зазором внутри друг друга, пьезоэлемент, выполненный в виде стержня 3 с возможностью его соосного расположения с некоторым зазором внутри последнего промежуточного по.Я 2 1657953 А 1 5)5 6 01 В 17/00 // Н 02 й 11/00 расширение диапазона перемещений, Пьезоэлектрический преобразователь выполнен е виде набора кольцевых пьезоэлементов, соединенных между собой с помощью стаканов с фланцами. При этом каждый последующий пьезоэлемент размещен внутри предыдущего пьезоэлемента соосно с ним. Все пьезоэлементы электрически соединены параллельно и синфазно Преимуществом предлагаемого преобразователя является повышение диапазона перемещений, равного сумме перемещений всех пьезоэлементов при ограничении высотного габари 1 ного размера преобразователя, а также обесг 1 ечение высокой жесткости 1 ил лого пьезоэлемента 2 наименьшего диаметра, набор цилиндрических стаканов 4 с фланцами, выполненных с воэможностью их установки в зазоре между пьезоэлементами 2 и 3, Основной полый цилиндрический пьезоэлемент 2 установлен базовой поверхностью на основании 1. Первый стакан 4 с фланцем установлен соосно внутри основного полого пьезоэлемента 2 и закреплен фланцем на его отсчетной поверхности, Промежуточный полый пьезоэлемент 2 установлен соосно внутри первого стакана 4 и закреплен базовой поверхностью на основании стакана 4, Второй стакан 4 с фланцем установлен соосно внутри промежуточного полого пьезоэлемента 2 и закреплен фланцем на отсчетной поверхности этого пьезоэлемента. Внутри второго стакана может быть установлен и третий промежуточный полый пьезоэлемент 2, закрепленный базовой поверхностью на его основании, Пьезоэлемент, выполненный в виде стержня 3. установлен соосно внутри последнего ста1657953 10 40 3Фкана и закреплен базовой поверхностью на его основании, Отсчетная поверхность пьезоэлемента, выполненного в виде стержня, одновременно является отсчетной поверхностью преобразователя микроперемещений. Все пьезоэлементы электрически соединены параллельно и синфазно, поэтому без учета силовых деформаций поверхностей стаканов перемещение отсчетной поверхности преобразователя будет равно сумме перемещений отсчетных поверхностей всех пьезоэлементов.Преобразователь работает следующим образом,При подаче электрического управляющего напряжения к обкладкам соединенных параллельно и синфазно пьезоэлементов 2 и 3 происходит изменение длины каждого пьезоэлемента, например, в сторону увеличения. При этом основной полый цилиндрический пьезоэлемент 2, установленный на основании 1, перемещает закрепленный на его отсчетной поверхности посредством фланца стакан 4. Перемещение стакана 4 вызывает перемещение закрепленного в стакане 4 промежуточного полого цилиндрического пьезоэлемента 2, который, в свою очередь, перемещает закрепленный на нем второй стакан 4. В результате работы всех пьезоэлементов 2 происходит перемещение отсчетной поверхности пьезоэлектрического преобразователя микроперемещений, в качестве которой применяется отсчетная поверхность пьезоэлемента в виде стержня 3. При этом перемещение преобразователя равно сумме перемещений отдельных пьезоэлементов. Так как стык между отсчетной поверхностью пьезоэлемента и фланцем стакана работает при силовом нагружении преобразователя на сжатие, то обеспечивается достаточная жесткость конструкции.Количество промежуточных полых цилиндрических пьезоэлементов 2 и соответствен но стаканов 4 с фланцами может бытьбольше,чем показано на чертеже. и зависит от величины микроперемещений, которые необходимо получить. Формула изобретения Пьезоэлектрический преобразовательмикроперемещений, содержащий основание, концентрично установленные полый цилинд рический и стержневой пьезоэлементы, жесткую перемычку, взаимодействующую с торцовыми поверхностями полого цилиндрического и стержневого пьезоэлементов, причем полый цилиндрический пьезоэле мент свободным торцом установлен на основании, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона перемещений, он снабжен по крайней мере еще одним промежуточным полым цилиндрическим 25 пьезоэлементом, установленным в зазоремежду стержневым и основным полым цилиндрическим пьезоэлементами концентрично последним, перемычка выполнена в виде по крайней мере двух стаканов раз личного диаметра с фланцами, установленных в зазорах между пьезоэлементами концентрично последним, причем фланцы стаканов оперты на торцовые поверхности полых цилиндрических элементов, стержне вой и промежуточный полые пьезоэлементысвободными торцами установлены на дне стаканов, и все пьезоэлементы электрически соединены параллельно и синфазно.каэ 1708 Тираж 378 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101