Мартенситный двигатель

/06 ЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕУЕЛЬСТ(57) Изобретение позволяет расширитьфункциональные возможности мартенситных двигателей и может быть использовано в качестве природа в различныхтехнических объектах, например в робототехнических системах или рулевыхкомплексах. Двигатель содержит опору1 и закрепленные на ней одними концами по меньшей мере два термочувствительных элемента 2 и 3 из материала,проявляющего память формы дуги окружности, установленный с возможностьюработы в противофазе, с эластичнымтеплоэлектроизолятором 4 между ними.Э 2 и 3 связаны между собой теплоизоляционным Фиксатором в виде неэлектропроводных обойм 5 и соединенных с последними гибких продольных связей,Э 2 и 3 выполнены в виде параллельныхучастков, последовательно соединенных между собой изогнутыми участками.Все изогнутые участки с одной стороны Э снабжены электрическими контактами, попарно подключенными к источнику электропитания. При нагреве одного из 3 2 и 3 он изгибается, увлекая за собой другой 3 и перемещаязахват 7 промышленного робота. Подключением различных участков Э 2 и 3к источнику электропитания можнотакже добиться плавного управляемогоизгиба связанной с 3 пластины, например пера руля, без разрыва поверхности, что обеспечивает шумообразования и вибрации. 1 з.п. Ф-лы, 8 ил.Изобретение относится к машиностроению, а именно к тепловым двигателям с термочувствительными элементами из материала, проявляющего тер 5 момеханическую память Формы, и может быть использовано в качестве привода в различных технических объектах, например в робототехнических системах или рулевых комплексах,Целью изобретения является расширение Функциональных возможностей.На Фиг. 1 схематично представлен предлагаемый двигатель с термочувствительными элементами, работающими 1 в толкающем режиме; ца Фиг. 2 - то же, с элементами, работающими в тянущем режиме; на Фиг. 3 - вариант выполнения двигателя без взаимной кинематической связи между его элементами 20 в положении после рабочего хода левого термочувствительного элемента в толкающем режиме; на фиг. 1 - предлагаемый двигатель с Фиксатором в виде охватывающих элементы обойм и с захва том промышленного робота, осевой разрез; на Фиг. 5 - разрез й-К на Фиг.1; на Фиг. 6 - термочувствительный элемент двигателя с двумя параллельными участками", на фиг, 7 - то же, с множе-З 0 ством последовательно соединенных параллельных участков; на фиг. 8 - вариант использования двигателя в рулевом комплексе подводного аппарата.Двигатель содержит опору 1 и закрепленные на ней одними своими концами по меньшей мере два термочувствительных элемента 2 и.3 из материала, проявляющего эффект памяти Формы дуги окружности (показано на фиг. 1 40 и 2 пунктирными линиями), установленные с возможностью работы в противофазе. По поверхности раздела элементов 2 и 3 установлен эластичный тепло- и электроизолятор(из пористой резины, фторопластовой ленты или тонкого текстолита). Элементы 2 и 3 (Фиг. и 5) связаны между собой с возможностью эквидистантного взаимного перемещения теплоизоляционным Фиксатором в виде охватывающих элементов 2 и 3 и расположенных с зазором по их длине неэлектропроводных обойм 5 и соединенных с последними гибких продольных связей 6. Обоймы 5 могут быть выполнены из текстолита, фарфора, фторотроса или резинового жгута. Связи 6 служат для Фиксации положения обойм 5 вдоль оси элементов 2 и 3. На противоположном относительно опоры 1 конце элементов 2 и 3 в случае использования двигателя в качестве привода манипулятора может быть закреглен захват 7 промышленного робота. Элементы .2 и 3 выполнены в виде параллельных участков 8, последовательно соединенных между собой изогнутыми участками 9, Все изогнутые участки 9, расположенные с одной стороны элементов 2 и 3, .снабжены электрическими контактами 10. Элементы 2 и 3 могут быть изго товлены (фиг, 6) из пластины с продольным пазом 11, при этом каждая половина пластины снабжена электрическим контактом 10. Элементы 2 и 3 могут быть изготовлены также из проволоки (Фиг. 7) путем поочередного загиба ее участков 8 параллельно один другому, Элементы 2 и 3 из проволоки помещают в резину или полиуретан. Все контакты 10 попарно подключены к источнику электрического напряжения Б. При использовании двигателя в рулевом комплексе подводного аппарата 12 (Фиг, 8) в качестве опоры 1 служат его горизонтальные и вертикальные стабилизаторы 13 и 1 ч соответственно.При установке элементов 2 и 3 для работы в тянущем режиме (Фиг. 2) Фиксатор в виде обойм 5 и связей 6 необходим для обеспечения хопостого хода элементов 2 и 3 и работоспособности двигателя при его многоразовом использовании, При установке элементов 2 и 3 для их работы в толкающем режиме (Фиг. 1) такой Фиксатор также служит для предотвращения нарушения работоспособности двигателя при повторении его рабочих циклов из-за неравномерно. го изгиба элементов 2 и 3 при их рабочем ходе с накоплением необратимых пластических деформаций (Фиг, 3),Двигатель работает следующим образом.При нагреве одного из элементов 2 и 3 нагреваемый элемент 2 и 3 либо толкает (фиг, 1), либо тянет (фиг.2) за собой кинематически. связанный с ним элемент 2 или 3. Возможны два варианта отбора мощности от элементов 2 и 3. Мощность снимают либо с противоположного опоре 1 конца элементов 2 и 3, например с захвата 7 (фиг.й), либо со всей поверхности элементов 2 и 3 (Фиг. 81.В первом случае элементы 2 и 3 целесообразно изготавливать из листаиспользования двигателя будет полу"чен дополнительный положительный эффект. Например, при использовании двигателя в рулевых комплексах плав-.средств, особенно подводных аппаратов,повысится качество комплекса за счетобегчечения непрерывности обтеканиярегулирующего органа набегающим потоком и за счет возможности дозированного пЕремещения и изменения рулевого усилия, В традиционных рулевыхкомплексах управление осуществляетсяэа счет разворота пера руля. При этомнеизбежен разрыв поверхности между пером руля и стабилизатором, что вызы"вает кавитацию на рулях, шумообразование и вибрацию. Если в указанныйразрыв поверхностей попадают посто" ранние предметы, то нарушается функционирование рулевого комплекса. Та-.ким образом, непрерывность обтеканияпредлагаемого двигателя обеспечиваетповышение гидродинамицеских свойств надежности и снижение шумообразованияи кавитации рулей. Возможность дозированного изменения рулевого усилия обеспечивает более широкие возможности при реализации различных законов управления плавсредствами,Конструкция предлагаемого мартен- ситного двигателя проста, что обеспечивает его высокую надежность и удобство обслуживания и .эксплуатации. формула изобретения 1. Мартенситный двигатель, содержащий опору и закрепленные на ней одними своими концами по меньшей мере два термоцувствительных элемента из материа" ла, проявляющего эффект памяти формы, установленные с возможностью работы в противоФазе, отделенные друг от друга эластичным теплоиэолятором и связанные между собой теплоизоляционным фиксатором с возможностью эквидистантного взаимного перемещения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расши" рения Функциональных воэможностей путем обеспечения сложнотраекторных перемещений,. элементы в виде параллельных участков, последовательно соединенных между собой изогнутыми участками, при этом все изогнутые участки, расположенные с одной стороны элемента, снабжены электрическими контакта 15 б 0 7876(фиг, 6). Двигатель может быть использован, как манипулятор захвата 7для управления электрическими выключателями или клапанами пневмогидравлической аппаратуры. При этом двигатель может осуществлять включение выключателей и клапанов как в крайнихположениях элементов 2 и 3, так и повсей траектории их перемещения.Во втором случае элементы 2 и 3целесообразно изготавливать из проволоки (Фиг. 7) с возможностью раздельного подключения каждой соседней пары участков 9 к источнику эле"ктрицеского напряжения Б. Это даетвозможность формоизменения не на всейповерхности элементов 2 и 3, а лишьна ее части. При использовании такогодвигателя в рулевом комплексе подводного аппарата 12 (фиг. 8) значительно расширятся возможности управления.Например, если мартенситные двигателистабилизаторов 1 ч изгибают их концыв одном направлении, то возникающая 25на них гидродинамицеская сила У, создает продольный момент М, относительно центра тяжести аппарата 12, чтовызывает его разворот в горизонтальной плоскости (управление по куРсу).Если мартенситные двигатели стабилизаторов 13 изгибают их концы в различном личном направлении, то возникающйе на них гидродинамические силыУ. создают поперечный момент М отно 135сительно продольной оси аппарата 12,что вызывает его поворот относительноэтой оси (управление по крену). Приэтом для управления по крену, какправило, необходим момент меньшей ве Оличины, что может быть обеспецено нагревом лишь части участков 8 элементов 2 и 3, В случае, если мартенситные двигатели стабилизаторов 13 используются для управления движвнием 45аппарата 12 в вертикальной плоскости,концы стабилизаторов 13 изгибают водном направлении, и нагревают всеучастки 8 и 9 элементов 2 и 3, чтоприводит к увеличению силы У.50Использование предлагаемого двигателя по сравнению с прототипом позволит получить положительный эффект, заключающий в расширении функциональныхвозможностей двигателя за счет сообщения ему способности обеспечиватьсложнотраекторные перемещения и изменять форму поверхности или ее части.Кроме того, в некоторых вариантахми, изолятор выполнен неэлектропроводным, а память элементов выражена в их изгибе по дуге окружности.2. Двигатель по и. 1, о т л ич,а ю ц и й с я тем, что фиксатор выполнен в виде охватывающих элемен"ты и расположенных с зазором по ихдлине неэлектропроводных обойм и соединенных с последними гибких продольных связей.Составитель Л. ТугаревТехред Л.Сердюкова актор Ю орректор И. Кучерява юг ираж 36 одписное енного комитета по и 13035, Москва,. Ж,оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,10 ШаЗаказ 963 ВНИИПИ Государств етениям и открытиям при ГКНТ СС шская наб., д. 4/5