LT5607B - Pjezoelektrinė pavara - Google Patents

Abstract

Išradimas yra priskiriamas prietaisų sričiai, konkrečiai optinių elementų sukamojo judesio pozicionavimo įrenginiams. Į pjezopavarą, susidedančią iš korpuso (1), įėjimo grandies su pjezoelektriniu elementu, išėjimo grandies, turinčios sukimosi veleną (4) ir trinties elemento (5), įmontuota dvi svirtys (6, 7), kurios galais panaudojant šarnyrus pritvirtintos prie korpuso (1) horizontalios plokštumos, dvi atramos (8, 9) standžiai įtvirtintos korpuso (1) horizontalioje plokštumoje, įėjimo grandį sudaro du pjezoelektriniai elementai (2, 3), kurių kiekvieno galai įtvirtinti tarp atitinkamų svirčių (6, 7) šoninių sienelių ir atramų (8, 9), o trinties elementas (5) yra juostos formos, atvira kilpa gaubiančios išėjimo grandies sukimosi veleną (4)visu jo perimetru, kurios priešingi galai yra įtvirtinti svirčių (6, 7) laisvuose galuose. Be to, pjezoelektriniai elementai (2, 3) yra sudaryti iš daugiasluoksnės pjezokeramikos paketo.

Description

Išradimas yra priskiriamas prietaisų sričiai, konkrečiai optinių elementų sukamojo judesio pozicionavimo įrenginiams.

Yra žinomas optinių elementų pozicionavimo įrenginys, kurį sudaro korpusas su kreipiančiosiomis, kuriose judamai įtvirtinta pastūma su tiesialinijinio judesio sraigtine pavara. Ant horizontaliosios pastūmos plokštumos yra pritvirtintas optinis elementas (žiūr. STANDA, Opto-Mechanical Products, 2002 m.).

Nurodytame įrenginyje pozicionavimas atliekamas mechaniškai, sraigtinės pavaros pagalba, todėl čia pasireiškia žmogiškasis faktorius, kuris neleidžia pasiekti reikiamo pozicionavimo tikslumo ir greitaeigiškumo.

Yra žinoma mikrometrinė pavara, susidedanti iš mikrometrinio sraigto, ant kurio pritvirtinta tiesialinijinė pjezoelektrinė pavara (žiūr. MICI 80/180 Vokiečių firmos Piezosystem jena katalogas, tomas 4, 2007 m.).

Nurodytame įrenginyje pozicionavimas atliekamas dvejomis pakopomis t.y. mechaniškai sraigtinės pavaros pagalba (veikia žmogiškasis faktorius), antra pakopa - tikslų linijinio poslinkio

I perdavimą optiniam elementui atlieka pjezoelektrinė pavara, kurioje naudojamas pjęzoelektrinis elementas su elektroniniu sužadinimo-valdymo bloku. Šioje konstrukcijoje naudojama pjezoelektrinė pavara apriboja tikslų linijinį poslinkį, t.y. iki 0,2 mm. , o tai sumažina optinių elementų pozicionavimo efektyvumą bei tikslumą.

Yra žinoma sukamojo judesio pjezoelektrinė pavara, susidedanti iš korpuso, kuriame įmontuota pjezoelektrinis elementas, prie kurio pritvirtintas trinties elementas, kontaktuojantis su sukamojo judesio išėjimo grandimi (žiūr. JAV patentas Nr. 5877579,1999-03-02).

Nurodytame prototipe sukamasis judesys sukimosi grandžiai perduodamas per trinties elementą kur kontaktinėje zonoje pjezoelektrinio elemento sužadinami aukštadažniai mikrovirpesiai sukelia išėjimo grandies kryptingą judesį. Dėl smūginio rėžimo kontaktinėje zonoje ir mažo kontaktinio ploto, atsiranda intesyvus trinties poros dilimas, kuris sumažina pavaros patikimumą tuo pačiu ir ilgaamžiškumą, taip pat sukimosi grandyje sužadinami aukštadažniai virpesiai sumažina pjezoelektrinės pavaros tikslumą bei efektyvumą.

Išradimo tikslas - pozicionavimo efektyvumo ir tikslumo padidinimas.

Išradimo tikslas pasiekiamas tuo, kad į pezoelektrinę pavarą, susidedančią iš korpuso, įėjimo grandies su pjezoelektriniu elementu, išėjimo grandies, turinčios sukimosi veleną ir trinties elementą įmontuota dvi svirtys, kurios galais, šarnyrų pagalba, pritvirtintos prie korpuso horizontalios plokštumos, dvi atramos, standžiai įtvirtintos korpuso horizontalioje plokštumoje, įėjimo grandį sudaro du pjezoelektriniai elementai, kurių kiekvieno galai įtvirtintitarp atitinkamų svirčių šoninių sienelių ir atramų, o trinties elementas yra juostos formos, atvira kilpa gaubiančios išėjimo grandies veleną visu jo perimetru, kurios priešingi galai yra įtvirtinti svirčių laisvuose galuose, be to pjezoelektriniai elementai yra sudaryti iš daugiasluoksnės pjezokeramikos paketo.

Išradimais paaiškintas 1 brėžinyje , kuriame pavaizduota pjezoelektrinės pavaros principinė schema, kur pjūvis A-A - vaizdas iš viršaus ir B-B - vaizdas iš šono.

Pjezoelektrinę pavarą sudaro korpusas 1, pjezoelektriniai elementai 2, 3, sukimosi velenas 4 ir juostos formos trinties elementas 5, svirtys 6, 7 ir atramos 8, 9.

Pjezoelektrinė pavara veikia taip.

Padavus iš maitinimo šaltinio ( brėž. nepavaizduotas) elektrinį signalą į pjezoelementus 2, 3, jie pailgėja ir tuo pačiu pastumia svirtis 6, 7. Svirčių 6, 7 galuose pritvirtintas juostos formos trinties elementas 5 užveržia išėjimo grandies veleną4. Padavus skirtingo poliariškumo įtampą į pjezoelementus 2, 3, vienas iš kurių traukiasi, kitas plečiasi, dėl ko per svirtis 6, 7 judesys perduodamas į juostos formos trinties elementą 5, gaubiantį išėjimo grandies veleną 4. Kadangi abi svirtys 6, 7 juda viena kryptimi, dėl trinties tarp trinties juostos 5 ir sukimosi veleno 4 paviršiaus vyksta veleno 4 pasukimas viena kryptimi. Padavus kito poliariškumo signalus į pjezoelementus 2, 3 vyksta jų poslinkis priešinga kryptimi, tuo pačiu juda priešinga kryptimi abi svirtys 6, 7, kurios per juostos formos trinties elementą 5 pasuka sukimosi veleną 4 priešinga kryptimi. Pjezoelektriniu elementų 2, 3 sužadinimo ciklą kartojant išėjimo grandies sukimosi velenas 4 sukinėjamas pagal užduotą algoritmą. Įrenginys veikia nerezonansiniame pjezoelementų rėžime, todėl trinties elementui nepersiduoda aukšto dažnio deformacijos, kurios neįtakoja trinties elemento ir sukimosi veleno 4 dilimo. Juostos formos trinties elementas 5 gaubia per visą sukimosi veleno 4 perimetrą tai neleidžia praslysti sukimosi velenui 4 tuo pačiu padidina pozicionavimo efektyvumą ir tikslumą. Daugiasluoksnės keramikos panaudojimas leidžia sumažinti paduodamą sužadinimo energiją į pjezoelementus, be to sumažina pjezoelementų gabaritus.

..v.

Palyginus su prototipu, nauja konstruktyvinių elementų visuma, dėka to, kad juostos formos trinties elementas 5 kontaktuoja su išėjimo grandies sukimosi velenu 4 per visą paviršiaus perimetrą užtikrina sukimosi veleno pozicionavimo tikslumą ir efektyvumą.

Claims (2)

1. Išradimo apibrėžtis

   1. Pjezoelektrinė pavara, susidedanti iš korpuso, įėjimo grandies su pjezoelektriniu elementu, išėjimo grandies, turinčios sukimosi veleną ir trinties elemento, besiskirianti tuo, kad į pjezoelektrinę pavarą įmontuota dvi svirtys, kurios galais, šarnyrų pagalba, pritvirtintos prie korpuso horizontalios plokštumos, dvi atramos, standžiai įtvirtintos korpuso horizontalioje plokštumoje, įėjimo grandį sudaro du pjezoelektriniai elementai, kurių kiekvieno galai įtvirtinti tarp atitinkamų svirčių šoninių sienelių ir atramų, o trinties elementas yra juostos formos, atvira kilpa gaubiančios išėjimo grandies veleną visu jo perimetru, kurios priešingi galai yra įtvirtinti svirčių laisvuose galuose.
2. 2. Pjezoelektrinė pavara pagal 1 punktą besiskirianti tuo, kad pjezoelektriniai elementai yra sudaryti iš daugiasluoksnės pjezokeramikos paketo.