RU2008141400A - Пьезоэлектрический генератор механических колебаний и пьезоэлектрический двигатель на его основе (варианты) - Google Patents

Пьезоэлектрический генератор механических колебаний и пьезоэлектрический двигатель на его основе (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2008141400A
RU2008141400A RU2008141400/28A RU2008141400A RU2008141400A RU 2008141400 A RU2008141400 A RU 2008141400A RU 2008141400/28 A RU2008141400/28 A RU 2008141400/28A RU 2008141400 A RU2008141400 A RU 2008141400A RU 2008141400 A RU2008141400 A RU 2008141400A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ring
piezoelectric
auxiliary
resonator
mechanical vibrations
Prior art date
Application number
RU2008141400/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Фёдорович Петренко (UA)
Сергей Фёдорович Петренко
Вячеслав Васильевич Лавриненко (UA)
Вячеслав Васильевич Лавриненко
Виталий Степанович Коваль (UA)
Виталий Степанович Коваль
Original Assignee
Сергей Фёдорович Петренко (UA)
Сергей Фёдорович Петренко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Фёдорович Петренко (UA), Сергей Фёдорович Петренко filed Critical Сергей Фёдорович Петренко (UA)
Publication of RU2008141400A publication Critical patent/RU2008141400A/ru

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/103Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors by pressing one or more vibrators against the rotor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/0005Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/001Driving devices, e.g. vibrators
    • H02N2/002Driving devices, e.g. vibrators using only longitudinal or radial modes
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/0005Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/005Mechanical details, e.g. housings
    • H02N2/0065Friction interface

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

1. Пьезоэлектрический генератор механических колебаний для пьезоэлектрических двигателей содержит: ! активный источник радиальных механических колебаний, включающий плоское кольцо из пьезоэлектрического материала, который поляризован практически перпендикулярно торцам этого кольца, и два тонкостенных кольцеобразных электрода, снабженные средствами для подключения к импульсному источнику тока и акустически плотно соединенные с соответствующими торцами указанного кольца практически по всей их площади, ! вспомогательный кольцеобразный металлический резонатор, который расположен с одной стороны указанного плоского кольца из пьезоэлектрического материала и оснащен в периферийной зоне по меньшей мере одним упругим изогнутым толкателем для вращения ротора пьезоэлектрического двигателя, ! такую кольцеобразную звукопроводную прокладку между указанным вспомогательным резонатором и одним из указанных электродов, внешний диаметр которой не превышает половину внешнего диаметра указанного вспомогательного резонатора, и ! подходящее средство стягивания указанных выше активного источника радиальных механических колебаний, звукопроводной прокладки и вспомогательного резонатора в акустически плотный пакет. ! 2. Пьезоэлектрический генератор по п.1, в котором геометрические размеры указанных частей активного источника радиальных механических колебаний и вспомогательного резонатора и плотность и упругость использованных для их изготовления материалов выбраны из условия совпадения нулевой моды их радиальных колебаний. ! 3. Пьезоэлектрический генератор по п.2, в котором на нулевой моде колебаний собс

Claims (14)

1. Пьезоэлектрический генератор механических колебаний для пьезоэлектрических двигателей содержит:
активный источник радиальных механических колебаний, включающий плоское кольцо из пьезоэлектрического материала, который поляризован практически перпендикулярно торцам этого кольца, и два тонкостенных кольцеобразных электрода, снабженные средствами для подключения к импульсному источнику тока и акустически плотно соединенные с соответствующими торцами указанного кольца практически по всей их площади,
вспомогательный кольцеобразный металлический резонатор, который расположен с одной стороны указанного плоского кольца из пьезоэлектрического материала и оснащен в периферийной зоне по меньшей мере одним упругим изогнутым толкателем для вращения ротора пьезоэлектрического двигателя,
такую кольцеобразную звукопроводную прокладку между указанным вспомогательным резонатором и одним из указанных электродов, внешний диаметр которой не превышает половину внешнего диаметра указанного вспомогательного резонатора, и
подходящее средство стягивания указанных выше активного источника радиальных механических колебаний, звукопроводной прокладки и вспомогательного резонатора в акустически плотный пакет.
2. Пьезоэлектрический генератор по п.1, в котором геометрические размеры указанных частей активного источника радиальных механических колебаний и вспомогательного резонатора и плотность и упругость использованных для их изготовления материалов выбраны из условия совпадения нулевой моды их радиальных колебаний.
3. Пьезоэлектрический генератор по п.2, в котором на нулевой моде колебаний собственная частота (Fдмр) вспомогательного резонатора и собственная частота (Fпи) активного источника радиальных механических колебаний практически совпадают.
4. Пьезоэлектрический генератор по п.2, в котором на нулевой моде колебаний собственная частота (Fдмр) вспомогательного резонатора превышает собственную частоту (Fпи) активного источника радиальных механических колебаний на величину от 10 до 15 кГц.
5. Пьезоэлектрический генератор по п.1, в котором ширина (bп) указанной звукопроводной прокладки, ширина (Впк) указанного плоского кольца из пьезоэлектрического материала и ширина (Вдмр) кольца вспомогательного металлического резонатора выбраны из условий
3bп≤Впк и
3bп≤Вдмр,
а диаметры внутренних отверстий в деталях активного источника радиальных механических колебаний, звукопроводной прокладки и вспомогательного металлического резонатора практически совпадают.
6. Пьезоэлектрический генератор по п.1, в котором внешние и внутренние радиусы активного источника радиальных механических колебаний и вспомогательного резонатора выбраны из условия
sпи/(Rпи+rпи)≈sдмр/(Rдмр+rдмр),
где sпи - скорость распространения звука в пьезоэлектрическом материале активного источника радиальных механических колебаний,
Rпи и rпи - соответственно внешний и внутренний радиусы этого источника,
sдмр - скорость распространения звука в материале вспомогательного кольцеобразного металлического резонатора,
Rдмр и rдмр - соответственно внешний и внутренний радиусы этого резонатора.
7. Пьезоэлектрический генератор по п.1, в котором пьезоэлектрический материал выбран из группы, состоящей из титаната бария, титаната свинца, танталата натрия, танталата калия, цирконат-титаната свинца, цирконат-титаната свинца-стронция.
8. Пьезоэлектрический двигатель, содержащий:
(1) корпус;
(2) звукоизолированный статор, который жестко связан с корпусом и оснащен стационарным пьезоэлектрическим генератором механических колебаний, который содержит:
активный источник радиальных механических колебаний, включающий плоское кольцо из пьезоэлектрического материала, который поляризован практически перпендикулярно торцам этого кольца, и два тонкостенных кольцеобразных электрода, снабженные средствами для подключения к импульсному источнику тока и акустически плотно соединенные с соответствующими торцами указанного кольца практически по всей их площади,
вспомогательный кольцеобразный металлический резонатор, который расположен с одной стороны указанного плоского кольца из пьезоэлектрического материала и оснащен в периферийной зоне по меньшей мере одним упругим изогнутым толкателем для вращения указанного далее ротора,
такую кольцеобразную звукопроводную прокладку между указанным вспомогательным резонатором и одним из указанных тонкостенных электродов, внешний диаметр которой не превышает половину внешнего диаметра указанного вспомогательного резонатора, и
подходящее средство стягивания указанных выше активного источника радиальных механических колебаний, звукопроводной прокладки и вспомогательного резонатора в акустически плотный пакет;
(3) ротор, который установлен с возможностью вращения относительно указанного корпуса и указанного статора и содержит:
средство восприятия крутящего момента, введенное во фрикционный контакт с указанным выше по меньшей мере одним упругим изогнутым толкателем, которым оснащен в периферийной зоне указанный вспомогательный резонатор, и
выходной вал, который жестко связан с указанным средством.
9. Пьезоэлектрический двигатель по п.8, в котором указанное средство стягивания активного источника радиальных механических колебаний, звукопроводной прокладки и вспомогательного резонатора в акустически плотный пакет имеет вид пары «анкерный болт - гайка», в которой головка анкерного болта служит прижимом при сборке и фиксации указанных деталей, а гайка имеет вид резьбового отверстия в указанном корпусе.
10. Пьезоэлектрический двигатель по п.8, в котором указанное средство восприятия крутящего момента имеет вид кругового цилиндра, стенка которого охватывает указанный вспомогательный резонатор.
11. Пьезоэлектрический двигатель по п.8, в котором указанный вспомогательный резонатор оснащен по меньшей мере двумя упругими изогнутыми толкателями, которые расположены на практически равных угловых расстояниях.
12. Пьезоэлектрический двигатель, имеющий такие коаксиально расположенные узлы, как:
(1) корпус;
(2) звукоизолированный статор, который жестко связан с корпусом и оснащен стационарным пьезоэлектрическим генератором механических колебаний, который содержит:
активный источник радиальных механических колебаний, включающий плоское кольцо из пьезоэлектрического материала, который поляризован практически перпендикулярно торцам этого кольца, и два тонкостенных кольцеобразных электрода, снабженные средствами для подключения к импульсному источнику тока и акустически плотно соединенные с соответствующими торцами указанного кольца практически по всей их площади,
вспомогательный кольцеобразный металлический резонатор, который расположен над указанным плоским кольцом из пьезоэлектрического материала и оснащен в периферийной зоне по меньшей мере одним упругим изогнутым толкателем для отталкивания указанной далее фрикционной муфты сцепления и ее вращения вместе с указанным далее ротором,
такую кольцеобразную звукопроводную прокладку между указанным вспомогательным резонатором и одним из указанных тонкостенных кольцеобразных электродов, внешний диаметр которой не превышает половину внешнего диаметра указанного вспомогательного резонатора, и
такое подходящее средство стягивания указанных выше активного источника радиальных механических колебаний, звукопроводной прокладки и вспомогательного резонатора в акустически плотный пакет, с которым жестко связан круглый в поперечном сечении центрирующий стержень;
(3) звукоизолированный ротор, который расположен на указанном центрирующем стержне с осевым зазором относительно указанного статора и содержит:
(3а) трубчатый выходной вал, который охватывает указанный центрирующий стержень, и
(3б) ротационный пьезоэлектрический генератор механических колебаний, имеющий:
активный источник радиальных механических колебаний, включающий плоское кольцо из пьезоэлектрического материала, который поляризован практически перпендикулярно торцам этого кольца, и два тонкостенных кольцеобразных электрода, снабженные средствами для подключения к импульсному источнику тока и акустически плотно соединенные с соответствующими торцами указанного кольца практически по всей их площади,
вспомогательный кольцеобразный металлический резонатор, который расположен под указанным плоским кольцом из пьезоэлектрического материала и оснащен в периферийной зоне по меньшей мере одним упругим изогнутым толкателем для отталкивания от указанной далее застопоренной фрикционной муфты сцепления и вращения только указанного ротора,
такую кольцеобразную звукопроводную прокладку между указанным вспомогательным резонатором и одним из указанных тонкостенных кольцеобразных электродов, внешний диаметр которой не превышает половину внешнего диаметра указанного вспомогательного резонатора, и
подходящее средство стягивания указанных выше активного источника радиальных механических колебаний, звукопроводной прокладки и вспомогательного резонатора в акустически плотный пакет;
(4) фрикционную муфту сцепления, которая расположена в осевом зазоре между указанным статором и указанным ротором с возможностью вращения или стопорения относительно указанного корпуса и постоянно сцеплена с указанными упругими изогнутыми толкателями, которыми оснащены указанные дополнительные металлические резонаторы стационарного и ротационного пьезоэлектрических генераторов механических колебаний.
13. Пьезоэлектрический двигатель по п.12, в котором указанная муфта сцепления имеет вид кругового цилиндра, средняя часть которого снабжена по меньшей мере одной перемычкой для посадки на указанный центрирующий стержень, а верхняя и нижняя части введены во фрикционный контакт с указанными упругими толкателями.
14. Пьезоэлектрический двигатель по п.12, в котором каждый указанный вспомогательный резонатор оснащен по меньшей мере двумя упругими изогнутыми толкателями, которые расположены на практически равных угловых расстояниях.
RU2008141400/28A 2006-11-09 2007-09-13 Пьезоэлектрический генератор механических колебаний и пьезоэлектрический двигатель на его основе (варианты) RU2008141400A (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA200611804 2006-11-09
UAA200611804A UA84065C2 (ru) 2006-11-09 2006-11-09 Пьезоэлектрический генератор механических колебаний и пьезоелектрический двигатель на его основе (варианты)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2008141400A true RU2008141400A (ru) 2010-08-10

Family

ID=39364937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008141400/28A RU2008141400A (ru) 2006-11-09 2007-09-13 Пьезоэлектрический генератор механических колебаний и пьезоэлектрический двигатель на его основе (варианты)

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7876022B2 (ru)
EP (1) EP2102921B1 (ru)
RU (1) RU2008141400A (ru)
UA (1) UA84065C2 (ru)
WO (1) WO2008057061A2 (ru)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA84065C2 (ru) * 2006-11-09 2008-09-10 Сергей Федорович Петренко Пьезоэлектрический генератор механических колебаний и пьезоелектрический двигатель на его основе (варианты)
US8183740B2 (en) 2008-12-17 2012-05-22 Discovery Technology International, Inc. Piezoelectric motor with high torque
CN102301500A (zh) 2008-12-19 2011-12-28 发现技术国际股份有限公司 压电式电机
EP2394081A4 (en) * 2009-02-06 2017-09-20 Discovery Technology International, Inc. Valves based on reversible piezoelectric rotary motor
CN102460910A (zh) * 2009-05-15 2012-05-16 发现技术国际股份有限公司 具有超声波非接触轴承的电马达
US20100324418A1 (en) * 2009-06-23 2010-12-23 Essa El-Aklouk Ultrasound transducer
US8183742B2 (en) 2009-09-01 2012-05-22 Discovery Technology International, Inc. Piezoelectric rotary motor with high rotation speed and bi-directional operation
US20110175365A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Douglas Hines Wind-driven electric generator structure vibration-deadening apparatus and methods
CN102651623B (zh) * 2012-02-02 2015-12-16 长春理工大学 多振子旋转型压电电机
CN111787835A (zh) * 2018-03-30 2020-10-16 金伯利-克拉克环球有限公司 分配器
AT522030B1 (de) 2018-12-21 2022-07-15 Anton Paar Gmbh Messantrieb mit Ultraschall-gelagerter Welle, Rheometer,, Verfahren und Verwenden
CN110995056B (zh) * 2019-12-27 2020-12-29 合肥工业大学 一种同步冲击压电马达
CN114101013B (zh) * 2020-08-31 2023-02-24 广东美的生活电器制造有限公司 振子的制作方法、超声波发生装置和饮品机

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT384912B (de) * 1982-04-16 1988-01-25 Ki Polt I Piezoelektrischer motor
AT382262B (de) * 1982-04-16 1987-02-10 Ki Polt I Piezoelektrischer motor
US4959580A (en) * 1987-02-28 1990-09-25 Kievsky Politekhnichesky Institut Imeni Piezoelectric motor
JPH05503834A (ja) * 1990-12-04 1993-06-17 スカンソブ トランスポート アクチボラゲット 圧電モータ
CA2315013C (en) * 2000-08-03 2005-02-08 Eontech Group, Inc. Piezoelectric motor
CA2320011A1 (en) * 2000-09-18 2002-03-18 Eontech Group, Inc. Piezoelectric motor
UA71044C2 (ru) * 2002-06-13 2004-11-15 Сергій Федорович Петренко Микроманипулятор
US6867532B2 (en) 2003-07-17 2005-03-15 The Brady Group Inc. Long life piezoelectric drive and components
US7311864B2 (en) * 2005-02-26 2007-12-25 David Chi-Ping Chow Articles of manufacture made from coffee bean residue, and methods for making such articles
TWI440658B (zh) * 2005-08-31 2014-06-11 Gala Inc 用於水中粒化具減低含水量的聚合體生物材料複合物之方法及裝置
UA84065C2 (ru) * 2006-11-09 2008-09-10 Сергей Федорович Петренко Пьезоэлектрический генератор механических колебаний и пьезоелектрический двигатель на его основе (варианты)
US20090121586A1 (en) * 2007-11-13 2009-05-14 Multimetrixs, Llc. Apparatus for transforming inverse piezoelectric effect into rotary motion and method of manufacturing aforementioned apparatus
KR20110138495A (ko) * 2010-06-21 2011-12-28 서울대학교산학협력단 커피 부산물 및 재생 대나무 숯을 재활용한 폴리락트산 바이오복합재료
FR2965815B1 (fr) * 2010-10-12 2012-12-14 Antola Materiau thermoplastique biodegradable
KR20160147455A (ko) * 2015-06-15 2016-12-23 이석원 천연재료를 포함하는 사출안경테 제조방법 및 그 사출안경테
CN105949428A (zh) * 2016-07-11 2016-09-21 张家港市顾乐仕生活家居科技有限公司 含天然植物成分的聚氨酯复合材料及其制备方法
GB201712921D0 (en) * 2017-08-11 2017-09-27 Cambond Ltd Cup and method

Also Published As

Publication number Publication date
US20090212661A1 (en) 2009-08-27
EP2102921B1 (en) 2021-06-02
EP2102921A2 (en) 2009-09-23
WO2008057061A2 (en) 2008-05-15
WO2008057061A3 (en) 2008-12-11
US7876022B2 (en) 2011-01-25
UA84065C2 (ru) 2008-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2008141400A (ru) Пьезоэлектрический генератор механических колебаний и пьезоэлектрический двигатель на его основе (варианты)
Wu et al. Polymer-based ultrasonic motors utilizing high-order vibration modes
US6883752B2 (en) Vibration damper for aircraft engine
US9447827B2 (en) Clutch with built-in torsional vibration damper
JPH06280886A (ja) 継手アセンブリ
US2945138A (en) Flywheel alternator for an internalcombustion engine
JPH0374183A (ja) 超音波モータ
US5319278A (en) Longitudinal-torsional resonance ultrasonic motor with improved support structure
RU2038514C1 (ru) Устройство для монтажа крыльчатки вентилятора на валу
JP4681211B2 (ja) ターボチャージャの圧縮機のケーシング部分並びにフィルタ吸音器を有する装置
US6469420B2 (en) Piezoelectric motor
CN101702592A (zh) 双定转子阶梯轴结构盘状行波超声电机
JP2007162840A (ja) プーリおよびエンジン
JP7050206B1 (ja) 超音波共振体の締結構造及び超音波加工装置
RU2400655C2 (ru) Упругодемпферная опора ротора
KR101673741B1 (ko) 알터네이터 풀리 진동 저감 장치
US20060226658A1 (en) Precision alignment hub
SU1454637A1 (ru) Устройство дл сборки запрессовкой деталей типа вал-втулка
SU873313A1 (ru) Вибродвигатель
RU2705378C2 (ru) Судовой движитель и способ его работы
SU872964A1 (ru) Опора дл вала вращени процизионного прибора
SU915132A1 (ru) Волновой вибродвигатель 1
JP3575569B2 (ja) ロータ浮揚式超音波モータ
Ishii et al. An ultrasonic motor using transmission line and spiral structure driven by a Langevin transducer
JP2021156317A (ja) トーショナルダンパー

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20101022