RU2010109352A

RU2010109352A - Прерывистый пьезоэлектрический двигатель

Info

Publication number: RU2010109352A
Application number: RU2010109352/28A
Authority: RU
Inventors: Бенни ГАБЕР (IL); Бенни ГАБЕР
Original assignee: Пинанотек (Пьезо Нано-Текнолоджи) Лтд (IL); Пинанотек (Пьезо Нано-Текнолоджи) Лтд
Priority date: 2007-09-19
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2011-10-27
Also published as: WO2009037693A1; DE602008005471D1; ATE501528T1; CA2696662A1; MX2010002439A; EP2188853B1; BRPI0816867A2; KR20110028249A; CN101803053B; NZ583426A; EP2188853A1; AU2008300188A1; JP2011516014A; US8018124B2; CN101803053A; US20100201224A1

Abstract

1. Пьезоэлектрический двигатель, содержащий: ! ротор; ! трубчатый статор, содержащий пьезоэлектрический материал с осевой поляризацией, по меньшей мере три пары электродов, расположенных на верхнем торце статора на расстоянии друг от друга, и общий электрод, расположенный на нижнем торце статора; и ! пластины, прикрепленные к статору в промежутках между электродами, причем ротор прижат к пластинам силой предварительного нагружения; ! при этом когда на первый из электродов подается положительный заряд, на второй из электродов подается отрицательный заряд, а общий электрод соединен с общим выводом, возникает пьезоэлектрический эффект D33, в результате которого область под первым электродом перемещается относительно нижнего торца в одном направлении, а область под вторым электродом перемещается в направлении, противоположном направлению перемещения первого электрода, что приводит к изгибу промежутков между электродами и наклону пластин, в результате чего на ротор действует фрикционная боковая толкающая сила, заставляющая его вращаться, при этом напряжение на одном из электродов больше, чем на другом, что заставляет пластины подниматься и поворачиваться и увеличивает силу контакта между пластинами и ротором. ! 2. Пьезоэлектрический двигатель по п.1, в котором ротор имеет коническую поверхность, а пластины скошены, причем указанная сила предварительного нагружения, прижимающая ротор к пластинам, направлена по общей центральной оси статора и конической поверхности ротора. ! 3. Пьезоэлектрический двигатель по п.1, в котором электроды образованы проводящим покрытием, нанесенным на указанный пьезоэлектрически�

Claims

1. Пьезоэлектрический двигатель, содержащий:

ротор;

трубчатый статор, содержащий пьезоэлектрический материал с осевой поляризацией, по меньшей мере три пары электродов, расположенных на верхнем торце статора на расстоянии друг от друга, и общий электрод, расположенный на нижнем торце статора; и

пластины, прикрепленные к статору в промежутках между электродами, причем ротор прижат к пластинам силой предварительного нагружения;

при этом когда на первый из электродов подается положительный заряд, на второй из электродов подается отрицательный заряд, а общий электрод соединен с общим выводом, возникает пьезоэлектрический эффект D₃₃, в результате которого область под первым электродом перемещается относительно нижнего торца в одном направлении, а область под вторым электродом перемещается в направлении, противоположном направлению перемещения первого электрода, что приводит к изгибу промежутков между электродами и наклону пластин, в результате чего на ротор действует фрикционная боковая толкающая сила, заставляющая его вращаться, при этом напряжение на одном из электродов больше, чем на другом, что заставляет пластины подниматься и поворачиваться и увеличивает силу контакта между пластинами и ротором.

2. Пьезоэлектрический двигатель по п.1, в котором ротор имеет коническую поверхность, а пластины скошены, причем указанная сила предварительного нагружения, прижимающая ротор к пластинам, направлена по общей центральной оси статора и конической поверхности ротора.

3. Пьезоэлектрический двигатель по п.1, в котором электроды образованы проводящим покрытием, нанесенным на указанный пьезоэлектрический материал.

4. Пьезоэлектрический двигатель по п.1, в котором возбуждение электродов осуществляется в течение периодического электрического цикла, при этом сдвиг на 90° между зарядами, подаваемыми на электроды, приводит к вращению ротора в одном направлении, а сдвиг на 270° приводит к вращению ротора в противоположном направлении.

5. Пьезоэлектрический двигатель по п.1, в котором при изменении сдвига между зарядами, подаваемыми на электроды, изменяется вращение ротора.

6. Пьезоэлектрический двигатель по п.1, в котором при изменении напряжения, приложенного к электродам, изменяется вращение ротора.

7. Пьезоэлектрический двигатель по п.2, в котором область согласованного контакта между скосом пластины и конической поверхностью ротора имеет форму прямой линии, и/или вогнутой линии, и/или скругленной кривой.

8. Пьезоэлектрический двигатель, содержащий:

ротор;

трубчатый статор, содержащий пьезоэлектрический материал и имеющий нижний торец и верхний торец, на которых имеются электроды;

множество расположенных на одинаковых расстояниях друг от друга боковых актюаторов из пьезоэлектрического материала, прикрепленных к верхнему торцу статора и имеющих полярность, параллельную центральной оси статора, причем актюаторы имеют электроды на своих торцах, перпендикулярных к направлению поляризации статора и тангенциальных к верхнему торцу статора;

концевые элементы, прикрепленные к боковым актюаторам, причем ротор прижат к концевым элементам силой предварительного нагружения;

при этом когда на нижний и верхний торцы статора подаются заряды противоположного знака, его верхний торец перемещается в осевом направлении, а когда заряды противоположного знака подаются на электроды боковых актюаторов, пьезоэлектрический материал деформируется вбок, принимая форму параллелограмма, благодаря поперечному пьезоэлектрическому эффекту D₁₅, в результате чего концевые элементы давят на ротор и вращают его.

9. Пьезоэлектрический двигатель по п.8, в котором ротор имеет коническую поверхность, а концевые элементы скошены, причем указанная сила предварительного нагружения, прижимающая ротор к концевым элементам, направлена по общей центральной оси статора и конической поверхности ротора, а заряды, подаваемые на нижний торец и верхний торец статора, синхронизированы с зарядами, подаваемыми на электроды боковых актюаторов.

10. Пьезоэлектрический двигатель по п.8, в котором указанные электроды образованы проводящим покрытием, нанесенным на указанный пьезоэлектрический материал.

11. Пьезоэлектрический двигатель по п.8, в котором возбуждение электродов осуществляется в течение периодического электрического цикла, при этом сдвиг на 90° между зарядами, подаваемыми на электроды, приводит к вращению ротора в одном направлении, а сдвиг на 270° приводит к вращению ротора в противоположном направлении.

12. Пьезоэлектрический двигатель по п.1, в котором при изменении сдвига между зарядами, подаваемыми на электроды, изменяется вращение ротора.

13. Пьезоэлектрический двигатель по п.1, в котором заряды, подаваемые на электроды, представляют собой периодические электрические сигналы.

14. Пьезоэлектрический двигатель по п.9, в котором область согласованного контакта между концевыми элементами и конической поверхностью ротора имеет треугольную, и/или эллиптическую, и/или прямоугольную форму.

15. Пьезоэлектрический двигатель по п.2, в котором величина трения между ротором и пластинами находится в обратной зависимости от синуса угла конуса указанной конической поверхности.

16. Пьезоэлектрический двигатель по п.1, в котором когда на статор не подаются заряды, сила предварительного нагружения увеличивает трение между ротором и пластинами и вызывает остановку ротора.

17. Пьезоэлектрический двигатель по п.8, в котором когда на статор не подаются заряды, сила предварительного нагружения увеличивает трение между ротором и пластинами и вызывает остановку ротора.