Линейный двигатель

(51) М.К .Н 01 1. 41/08 Н 02 Х 11/00 Государственный комитет СССР ло делам изобретений и открытийДата опубликования описания 07.04.81(54) ЛИНЕИНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Изобретение относится к области приборостроения, а именно к линейным двигателям, и может найти применение в позиционирующих устройствах в качестве исполнительного элемента автоматических систем, в технологическом сборочном оборудовании, в координатных столах, оптико-механических инструментах и т. и.Известен вибрационный привод, содержащий подвижный элемент (ползун), пьезоэлементы, упругую втулку и компенсатор. Причем упругая втулка установлена между подвижным элементом, охватывающим его с натягом, и пьезоэлементом, а компенсатор соединенс подвижным элементом 1. Недостатком этого привода является малое развиваемое усилие и небольшая скорость перемещения подвижного элемента. Упомянутые недостатки свойственны волновым вибрационным приводам, в которых используются изгибные колебания упругой втулки. Максимальное развиваемое усилие в таких приводах зависит от величины нормального давления.Известен линейный двигатель, содержащий основание, пьезоэлектрические вибра 2торы, укрепленные на основании, и подвижный элемент 2 .Недостатком этого двигателя являетсяограниченный диапазон перемещения подвижного элемента, с которым связан один из пьезокерамических преобразователей (диапазон перемещения подвижного элемента такого типа двигателя равен О= 0,2 т где Г, - длина преобразователя). Мощность такого двигателя низкая за счет малых нормальных составляющих.Целью изобретения является увеличениедиапазона перемещений подвижного элемента и повышение мощности.Указанная цель достигается тем, что влинейном двигателе, содержащем основание, пьезоэлектрические вибраторы, укрепленные 1 о на основании, и подвижный элемент, к подвижному элементу, выполненному в виде планки, с противоположных сторон по концам прикреплены с натягом две гибкие ленты, в полупетлях которых расположены взаимодействующие с вибраторами ролики, причем оси роликов закреплены на основании, а гибкие ленты выполнены в виде вилки с постоянной площадью поперечного сечения в любом ее месте.5 1 О 15 2 О Формула изобретения 25 зо 35 4 О 45 Введение двух гибких лент, в полупетлях которых расположены ролики, дает возможность повысить кинематическую точность и расширить диапазон перемещения подвижного элемента. Кинематическая точность достигается за счет введения роликов и огибания их лентой данной конфигурации, Гибкая лента, охватывающая с натягом три ролика, меньший из которых находится посередине, практически не проскальзывает.Большие углы огибания (270 и 180) и натяжение гибкой ленты обеспечивает высокую кинематическую точность устройства, увеличивает тяговое усилие, за счет чего повышается мощность двигателя. Диапазон перемещения увеличивается за счет конструкции гибкой ленты.На .фиг. 1 изображен линейный двигатель, общий вид; на фиг. 2 - форма гибкой ленты; на фиг. 3 - положение гибкой ленты при обхвате роликов.Линейный двигатель содержит подвижный элемент 1, пьезоэлектрические вибраторы 2 и 3, гибкие ленты 4, ролики 5 - 7, роторы 8 и 9. Двигатель имеет основание 10 и переключатель 11. Гибкие ленты 4 охватывают с натягом ролики 5 - 7 и своими концами жестко закреплены на подвижном элементе 1. Ролики 5 и 6 большего диаметра установлены на роликах 8 и 9, оси которых жестко закреплены на основании 10. Ось меньшего ролика 7 и переключатель 11 также жестко закреплены на основании 10.Гибкие ленты выполнены в виде вилки (фиг. 2). Поперечные сечения этих лент в любом их месте равны, т. е, аа = бб = жх= зз, так как величина энергии, затрачиваемой на изгиб ленты, должна быть одинакова во всех сечениях ленты. Вибраторы 2 и 3 попеременно сопрягаются с ротором 8. Гибкая лента при охватывании роликов одним концом входит в вилку, образуя две полу- петли, в которых находятся ролики 5 - 7. Большие ролики 5 и 6 должны огибаться углом больше 270, маленькие 7 - углом больше 180.Линейный двигатель работает следующим образом.При подаче высокочастотного электрического сигнала от источника периодического напряжения (на чертеже не показан) на электроды пьезоэлектрического вибратора Э его концы начинают вибрировать и в сопряжении с роторами 8 одновременно начинают их вращать. От роторов 8 начинают вращаться ролики 5. Гибкая лента 4, с натягом охватывающая ролики 5 - 7, начинает перемещаться, вращая ролики 7 и 6 и роторы 9. Так как она своими концами закреплена на подвижном элементе 1, то начинается перемещение подвижного элемента 1 вправо. Электромагнитным выключателем 11 меняется подача сигналов от источника попеременно на вибраторы 2 и 3 и меняется направление перемещения подвижного эле. мента 1 то вправо, то влево,Данный линейный двигатель имеет большое развиваемое усилие0,6 КГС, Мощность предлагаемого двигателя в 1,5 раза выше по сравнению с существующими. Он обладает высокой скоростью передвижения 0,1 м/сек, т. е. в два раза выше, чем у известных. Точность (чувствительность) отрабатываемого перемещения подвижного элемента 0,01 мкм,Линейный двигатель, содержащий основание, пьезоэлектрические вибраторы, укрепленные на основании, и подвижный элемент, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона перемещений подвижного элемента и повышения мощности, к подвижному элементу, выполненному в виде планки, с противоположных сторон по концам прикреплены с натягом две гибкие ленты, в полупетлях которых расположены взаимодействующие с вибраторами ролики, причем оси роликов закреплены на основании, а гибкие ленты выполнены в виде вилки с постоянной площадью поперечного сечения в любом ее месте. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Мо 591975, кл. Н 01 1. 41/00, 1976.2. Авторское свидетельство СССР Мо 595812, кл. Н 01 1. 41/08, 1976 (прототип).819863 Рд Фиг. 7Составитель Б. Баев Редактор О. Филиппова Техред А. Бойкас Корректор О. Билак Заказ 1339/31 Тираж 784 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4