RO127069B1 - Motor ultrasonic - Google Patents

Description

Invenția se referă la un motor ultrasonic, destinat conversiei vibrațiilor mecanice din domeniul ultrasunetelor, în vederea antrenării în mișcare de rotație a două rotoare, cu posibilitatea reglării vitezei.

în scopul utilizării ultrasunetelor pentru antrenarea în mișcare de rotație a două rotoare, este cunoscută o soluție de motor piezoelectric (R0125193 AO), ce constă dintr-un disc piezoelectric, montat pe o membrană metalică circulară și care acționează direct asupra a două rotoare, plasate de o parte și de alta a discului.

Soluția descrisă prezintă dezavantajul imposibilității reglajului vitezei de rotație a rotoarelor metalice, precum și viteza relativ redusă.

Problema tehnică, pe care urmărește să o rezolve invenția, constă în creșterea vitezei motorului ultrasonic cu două rotoare, prin modificarea caracteristicilor vibrației elementului activ și modificarea vitezei pentru fiecare rotor.

Motorul ultrasonic, realizat pe principiul conversiei mișcării de vibrație într-o mișcare continuă de rotație, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate mai sus, prin aceea că este constituit din două rotoare, plasate pe câte un ax, poziționate pe direcție cvasi-diametrală, de o parte și de alta a unui sistem format dintr-un cuplaj din două discuri piezoceramice lipite, alimentate fiecare, separat, de la o sursă de frecvență ultrasonică, și sprijinite, prin intermediul unui dispozitiv, la o anumită distanță față de centrul celui din stânga, cele două discuri piezoceramice fiind lipite la o altă distanță între centrele acestora și vibrând sub acțiunea semnalelor de alimentare de frecvență sau defazaj reglabil, reglajul turației rotoarelor realizându-se prin modificarea frecvenței celor două semnale aplicate de către sursele de frecvență ultrasonică.

Avantajele invenției sunt următoarele:

- viteză de rotație crescută, în comparație cu varianta cunoscută, datorită amplitudinii crescute a oscilației punctelor de contact dintre rotoare și elementele active generatoare de vibrații;

- posibilitatea de reglaj a vitezei, prin modificarea frecvenței celor două semnale aplicate discurilor cuplate sau a defazajului dintre semnale, dacă discurile sunt alimentate la aceeași frecvență;

- posibilitatea de reglaj a vitezei, prin modificarea punctului de fixare a sistemului activ, compus din cele două discuri cuplate;

- zgomot redus în funcționare.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1 și 2, care reprezintă:

- fig. 1, schema de principiu a motorului ultrasonic;

- fig. 2, variantă constructivă funcțională a motorului.

Motorul ultrasonic, conform invenției (fig. 1), este constituit, în varianta rotativă, din două rotoare 1 și 2, plasate pe câte un ax 3 și 4, prin intermediul unor lagăre de rostogolire și poziționate pe direcție cvasi-diametrală, de o parte și de alta a unui sistem format dintr-un cuplaj din două discuri piezometal lipite 5 și 6, realizate dintr-un disc piezoceramic cu polarizare axială, lipit pe un disc de alamă cu diametrul de 28 mm, alimentate fiecare, separat, de la o sursă 7, respectiv, 8, de frecvență ultrasonică, într-un domeniu de ± 500 Hz, de o parte și de alta a frecvenței naturale de rezonanță, de 40 kHz, și sprijinite prin intermediul unui dispozitiv 9, la o distanță a, față de centrul celui din stânga. Cele două discuri piezometal sunt lipite la o distanță b, ce poate fi între 2 și 54 mm între centrele acestora, și vibrează sub acțiunea semnalelor de alimentare de frecvență sau defazaj reglabil.

RO 127069 Β1

La alimentarea discurilor de la sursele de semnal ultrasonic 7 și 8, acestea vor 1 transmite vibrații în lamela metalică, în punctele de contact ale discurilor cu rotoarele metalice 10 și 11, obținându-se o oscilație mecanică ca rezultat al compunerii oscilațiilor 3 celor două discuri. Oscilația punctelor de contact al lamelelor piezometal 10 și 11 va transmite, prin fricțiune, mișcarea corespunzătoare amplitudinii vibrației rotoarelor 1 și 2, fapt 5 ce determină deplasarea acestora cu un pas unghiular corespunzătorfiecărei oscilații. Ciclul descris este reluat la fiecare perioadă a oscilațiilor punctelor de contact. Prin intermediul 7 dispozitivului de reglaj fantă - șurub 12 (fig. 2), se realizează contactul între rotoare și dispozitivul activ, și se pot modifica forța și unghiul de aplicare a acesteia la nivelul 9 contactului, în vederea modificării momentului de torsiune, a direcției de rotație și a vitezei unghiulare a rotorului; turația celor două rotoare putând fi reglată, prin urmare, prin 11 modificarea distanțelor de montaj a și b, și a frecvenței sau a defazajului unuia sau ambelor surse de frecvență ultrasonică. 13

La încetarea alimentării cu semnal electric a discurilor piezometal, rotoarele se opresc brusc, sub acțiunea forțelor de frecare existente în punctele de contact cu dispozitivul 15 activ, obținându-se o poziționare precisă.

Motorul ultrasonic descris poate fi utilizat pentru acționarea, în cazul mecanismelor 17 de poziționare precisă simultană, a două elemente ale unui instrument optic binocular (lentile, surse de lumină, prisme etc.), folosind un anumit raport al distanțelor sau vitezelor 19 între cele două elemente reglate și poate fi reprodus cu aceleași performanțe și caracteristici ori de câte ori este necesar, fapt care constituie un argument în favoarea respectării 21 criteriului de aplicabilitate industrială.

Claims (3)

1. Motor ultrasonic, realizat pe principiul conversiei mișcării de vibrație într-o mișcare continuă de rotație, caracterizat prin aceea că este constituit din două rotoare (1 și 2), plasate pe câte un ax (3 și 4), poziționate pe direcție cvasi-diametrală, de o parte și de alta a unui sistem format dintr-un cuplaj din două discuri piezoceramice lipite (5 și 6), alimentate fiecare separat de la o sursă de frecvență ultrasonică (7 și 8) și sprijinite prin intermediul unui dispozitiv (9), la o distanță (a) față de centrul celui din stânga, cele două discuri piezoceramice (5 și 6) fiind lipite la o distanță (b) între centrele acestora și vibrând sub acțiunea semnalelor de alimentare de frecvență sau defazaj reglabil, reglajul turației rotoarelor (1 și 2) realizându-se prin modificarea frecvenței celor două semnale aplicate de către sursele de frecvență ultrasonică (7 și 8).

2. Motor ultrasonic, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că reglajul turației rotoarelor (1 și 2) se mai poate realiza prin modificarea defazajului celor două semnale aplicate de către sursele de frecvență ultrasonică (7 și 8), în cazul alimentării cu semnale de aceeași frecvență.

3. Motor ultrasonic, conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că reglajul turației rotoarelor (1 și 2) se mai poate realiza prin modificarea distanțelor de montaj (a și b), ale discurilor piezoceramice (5 și 6).