RU2560115C2 - Wave ultrasonic motor - Google Patents
Wave ultrasonic motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2560115C2 RU2560115C2 RU2013133364/07A RU2013133364A RU2560115C2 RU 2560115 C2 RU2560115 C2 RU 2560115C2 RU 2013133364/07 A RU2013133364/07 A RU 2013133364/07A RU 2013133364 A RU2013133364 A RU 2013133364A RU 2560115 C2 RU2560115 C2 RU 2560115C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- ring
- deformable
- engine
- ultrasonic motor
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, автоматики и может быть использовано для приводов вращения малогабаритных устройств.The invention relates to the field of electrical engineering, automation and can be used for rotation drives of small-sized devices.
Известен вибродвигатель (авторское свидетельство №619986, Бюл. №30, 1978), содержащий в качестве электромеханического преобразователя пьезоэлектрические элементы. Например, вибродвигатель, в котором преобразователь выполнен в виде двух одинаковых сегментов пьезокерамического кольца. Недостатками такого рода вибродвигателей являются малый вращающий момент и наличие фрикционного контакта между преобразователем и ротором. Это снижает долговечность конструкции.Known vibration motor (copyright certificate No. 619986, bull. No. 30, 1978) containing piezoelectric elements as an electromechanical transducer. For example, a vibroengine in which the transducer is made in the form of two identical segments of a piezoceramic ring. The disadvantages of this type of vibration motors are small torque and the presence of frictional contact between the converter and the rotor. This reduces the durability of the structure.
Известен пьезоэлектрический вибродвигатель (авторское свидетельство №624320, Бюл. №34, 1978), содержащий электромеханический преобразователь, выполненный в виде двух пьезоэлементов в форме кольцевых сегментов с прямолинейными перемычками. Недостатками этого вибродвигателя является громоздкость преобразователей и недолговечность фрикционной связи ротора и преобразователя.Known piezoelectric vibroengine (copyright certificate No. 624320, bull. No. 34, 1978), containing an electromechanical transducer made in the form of two piezoelectric elements in the form of ring segments with rectilinear jumpers. The disadvantages of this vibrator are the bulkiness of the converters and the fragility of the friction coupling of the rotor and the converter.
Вибродвигатель (авторское свидетельство №632014, опубл. Бюл. №41, 1978) имеет пьезокерамический вибратор, выполненный в виде двух, установленных под углом друг к другу пьезокерамических элементов, концы которых жестко связаны с башмаком, прижатым к ротору. Недостатки: ненадежность и недолговечность фрикционного контакта.The vibroengine (copyright certificate No. 632014, publ. Bull. No. 41, 1978) has a piezoceramic vibrator made in the form of two piezoceramic elements mounted at an angle to each other, the ends of which are rigidly connected to the shoe pressed against the rotor. Disadvantages: unreliability and fragility of the friction contact.
Шаговый двигатель (авторское свидетельство №674123, опубл., Бюл. №26, 1979) предназначен для линейных перемещений и не может быть использован для приводов вращения.The stepper motor (copyright certificate No. 674123, publ., Bull. No. 26, 1979) is intended for linear movements and cannot be used for rotation drives.
Недостатки: ненадежность и недолговечность фрикционного контакта.Disadvantages: unreliability and fragility of the friction contact.
Известен волновой вибродвигатель (авторское свидетельство №595813, опубл. Бюл. №8, 1978), взят за прототип. Этот двигатель содержит пьезоэлектрический преобразователь, выполненный в виде биморфного пьезокерамического кольца с разделенными на сектора электродами. Пьезокерамическое кольцо жестко соединено с деформируемым кольцом, упруго охватывающим ротор.Known wave vibrator (copyright certificate No. 595813, publ. Bull. No. 8, 1978), taken as a prototype. This engine contains a piezoelectric transducer made in the form of a bimorph piezoelectric ceramic ring with sectorized electrodes. A piezoceramic ring is rigidly connected to a deformable ring elastically enclosing the rotor.
Для передачи движения в этом двигателе используются силы трения, возникающие при контакте деформируемого элемента с ротором. Это предопределяет его недостатки. Во-первых, малый вращающий момент двигателя. Во-вторых, ненадежность и недолговечность фрикционного контакта. При длительной эксплуатации деформируемое кольцо изнашивается. Практически это требует полной замены двигателя.To transmit motion in this engine, friction forces arising from the contact of the deformable element with the rotor are used. This predetermines its shortcomings. Firstly, the small torque of the engine. Secondly, the unreliability and fragility of the frictional contact. With prolonged use, the deformable ring wears out. In practice, this requires a complete replacement of the engine.
Техническим результатом является увеличение величины вращающего момента, уменьшение потерь на трение, повышение коэффициента полезного действия двигателя, повышение долговечности двигателя.The technical result is to increase the magnitude of the torque, reduce friction losses, increase the efficiency of the engine, increase the durability of the engine.
Технический результат достигается тем, что между деформируемым кольцом и ротором имеется зазор, а на поверхности кольца и поверхности ротора нарезаны мелкомодульные зубья.The technical result is achieved by the fact that there is a gap between the deformable ring and the rotor, and finely modular teeth are cut on the surface of the ring and on the surface of the rotor.
Сущность изобретения поясняется фиг.1,2.The invention is illustrated in figure 1.2.
Зубчатую поверхность ротора 1 охватывает деформируемое зубчатое колесо 2, которое жестко связано с биморфным пьезокерамическим кольцом 3 с разделенными на сектора электродами.The gear surface of the
Двигатель работает следующим образом.The engine operates as follows.
При подаче напряжения на электроды биморфного пьезоэлектрического кольца деформируемое кольцо сжимается в одном направлении и вытягивается в перпендикулярном направлении, приобретая форму эллипса. Зубья, расположенные на концах малой оси эллипса, войдут полностью в зацепление с зубьями ротора, а зубья, раположенные на концах большой оси, полностью выйдут из зацепления с зубьями ротора. Направления деформаций деформируемого кольца будут изменяться синхронно с напряжением, подаваемым на электроды биморфного кольца, и точки контакта зубьев будут все время перебегать по окружности, а ротор будет вращаться со скоростью, соответствующей разности чисел зубьев деформируемого кольца и ротора. В предлагаемом пьезодвигателе передаточное отношение равноWhen voltage is applied to the electrodes of the bimorph piezoelectric ring, the deformable ring is compressed in one direction and extended in the perpendicular direction, acquiring the shape of an ellipse. The teeth located at the ends of the minor axis of the ellipse will fully engage with the teeth of the rotor, and the teeth located at the ends of the major axis will completely disengage from the teeth of the rotor. The directions of deformations of the deformable ring will change synchronously with the voltage applied to the electrodes of the bimorph ring, and the contact points of the teeth will run all the time around the circle, and the rotor will rotate at a speed corresponding to the difference in the numbers of teeth of the deformable ring and the rotor. In the proposed piezoelectric engine, the gear ratio is
где nH - частота вращения эллипса, равная частоте напряжения, подаваемого на электроды биморфного пьезоэлектрического кольца; nP - частота вращения ротора; z1, z2 - числа зубьев соответственно деформируемого кольца и ротора. В «u» раз увеличивается величина вращающего момента в предлагаемом пьезодвигателе по сравнению с прототипом. Обычно u=50…60, поэтому и вращающий момент увеличивается в 50…60.where n H is the rotation frequency of the ellipse equal to the frequency of the voltage supplied to the electrodes of the bimorph piezoelectric ring; n P is the rotor speed; z 1 , z 2 - the number of teeth of the deformable ring and rotor, respectively. The "u" times the magnitude of the torque in the proposed piezoelectric engine in comparison with the prototype. Usually u = 50 ... 60, therefore, the torque increases in 50 ... 60.
В прототипе ротор вращается с помощью сил трения. В результате неизбежен повышенный износ деформируемого кольца и поверхности ротора. А для такого двигателя опасен даже незначительный износ кольца, так как это приводит к резкому уменьшению сил трения, а следовательно, и к уменьшению величины вращающего момента двигателя. Поэтому долговечность такого двигателя невелика и может составлять 1500…2000 часов. Зубчатая передача, используемая в предлагаемом двигателе, имеет практически неограниченный срок службы.In the prototype, the rotor rotates using friction forces. As a result, increased wear of the deformable ring and the rotor surface is inevitable. And for such an engine, even insignificant wear of the ring is dangerous, since this leads to a sharp decrease in the friction forces, and therefore to a decrease in the torque of the engine. Therefore, the durability of such an engine is small and can be 1500 ... 2000 hours. The gear transmission used in the proposed engine has an almost unlimited service life.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013133364/07A RU2560115C2 (en) | 2013-07-17 | 2013-07-17 | Wave ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013133364/07A RU2560115C2 (en) | 2013-07-17 | 2013-07-17 | Wave ultrasonic motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013133364A RU2013133364A (en) | 2015-01-27 |
RU2560115C2 true RU2560115C2 (en) | 2015-08-20 |
Family
ID=53281030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013133364/07A RU2560115C2 (en) | 2013-07-17 | 2013-07-17 | Wave ultrasonic motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2560115C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2113599C1 (en) * | 1997-05-14 | 1998-06-20 | Николай Николаевич Степанов | Heat-to-electricity conversion process |
US7096665B2 (en) * | 2002-07-22 | 2006-08-29 | Wow Energies, Inc. | Cascading closed loop cycle power generation |
RU2335643C1 (en) * | 2007-03-20 | 2008-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal electric power station |
RU82962U1 (en) * | 2009-01-27 | 2009-05-10 | Сергей Николаевич Ермаков | DEVICE FOR CONVERTING LOW-POTENTIAL ENVIRONMENTAL HEAT TO ELECTRIC ENERGY |
RU91487U1 (en) * | 2009-11-09 | 2010-02-10 | Сергей Николаевич Ермаков | DEVICE FOR CONVERTING LOW-POTENTIAL HEAT TO ELECTRIC ENERGY |
-
2013
- 2013-07-17 RU RU2013133364/07A patent/RU2560115C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2113599C1 (en) * | 1997-05-14 | 1998-06-20 | Николай Николаевич Степанов | Heat-to-electricity conversion process |
US7096665B2 (en) * | 2002-07-22 | 2006-08-29 | Wow Energies, Inc. | Cascading closed loop cycle power generation |
RU2335643C1 (en) * | 2007-03-20 | 2008-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal electric power station |
RU82962U1 (en) * | 2009-01-27 | 2009-05-10 | Сергей Николаевич Ермаков | DEVICE FOR CONVERTING LOW-POTENTIAL ENVIRONMENTAL HEAT TO ELECTRIC ENERGY |
RU91487U1 (en) * | 2009-11-09 | 2010-02-10 | Сергей Николаевич Ермаков | DEVICE FOR CONVERTING LOW-POTENTIAL HEAT TO ELECTRIC ENERGY |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013133364A (en) | 2015-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3553938A1 (en) | Multi-spoke-type ultrasonic motor | |
JP2008253068A5 (en) | ||
Kang et al. | Design, fabrication, and evaluation of stepper motors based on the piezoelectric torsional actuator | |
CN104038100B (en) | What realize based on polypody rotary piezoelectric driver drives motivational techniques across yardstick | |
RU2560115C2 (en) | Wave ultrasonic motor | |
JPH0532991B2 (en) | ||
RU2556027C2 (en) | Piezoelectric motor | |
CN207743899U (en) | A kind of bidirectional drive with compound foot bearing | |
CN102158124B (en) | Vibration wave motor, lens barrel and camera | |
EP0895294A1 (en) | Ultrasonic motor, electronic appliance, and analog timepiece | |
JP2005530464A (en) | Piezoelectric motor and method for driving a piezoelectric motor | |
CN103856101B (en) | Patch disk-structure ultrasonic meshing motor | |
CN102097974B (en) | Travelling-wave linear ultrasonic micromotor | |
CN207801782U (en) | A kind of multiple pressure electric tachometer indicator bidirectional rotation driver | |
CN207801781U (en) | A kind of bidirectional rotation driver with compound foot bearing | |
RU93598U1 (en) | REVERSE PIEZO-ELECTRIC STEP-BY-STEP ENGINE | |
JP2014075955A (en) | Driving device, robot device and exposure device | |
PL416485A1 (en) | Converter of vibrations to electrical energy | |
CN105846715A (en) | Variable-damping piezoelectric driving motor | |
RU90630U1 (en) | PIEZO ELECTRIC ENGINE | |
RU2286002C1 (en) | Piezoelectric motor | |
SU853711A1 (en) | Vibromotor | |
JPS61295880A (en) | Vibration wave motor | |
CN208046482U (en) | A kind of two-way piezoelectric rotary driver | |
CN107959439A (en) | A kind of bidirectional drive with compound foot bearing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151010 |