RU91744U1 - Inertial wave motor - Google Patents
Inertial wave motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU91744U1 RU91744U1 RU2009111765/22U RU2009111765U RU91744U1 RU 91744 U1 RU91744 U1 RU 91744U1 RU 2009111765/22 U RU2009111765/22 U RU 2009111765/22U RU 2009111765 U RU2009111765 U RU 2009111765U RU 91744 U1 RU91744 U1 RU 91744U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- mass
- rotor
- actuators
- masses
- Prior art date
Links
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
1. Инерционный волновой двигатель, состоящий из статора, ротора и актуаторов, отличающийся тем, что статор выполнен в виде части трубы с рифленой внутренней поверхностью, внутри статора помещен ротор, между ними расположены по окружности массы, например, в виде роликов, а также актуаторы; все ролики соединены между собой пружинами, включая актуаторы, причем каждая масса снабжена опорными связями, жестко связанными с массами, упорным элементом, который одним концом связан с массой, другим упирается во внутреннюю рифленую поверхность статора; толкателя, закрепленного одним концом на массе, другой конец входит в соприкосновение с поверхностью ротора и за счет сил трения обеспечивает вращение ротора. ! 2. Инерционный волновой двигатель по п.1, отличающийся тем, что стартовые элементы снабжены подводом энергии, и их количество может меняться в зависимости от заданных параметров.1. Inertial wave motor, consisting of a stator, rotor and actuators, characterized in that the stator is made as part of a pipe with a corrugated inner surface, a rotor is placed inside the stator, between them are located around the circumference of the mass, for example, in the form of rollers, as well as actuators ; all rollers are interconnected by springs, including actuators, and each mass is equipped with support bonds rigidly connected to the masses, a thrust element, which is connected to the mass at one end and rests against the internal corrugated surface of the stator; the pusher, fixed at one end to the mass, the other end comes into contact with the surface of the rotor and due to friction forces provides rotation of the rotor. ! 2. The inertial wave engine according to claim 1, characterized in that the starting elements are provided with an energy supply, and their number may vary depending on the specified parameters.
Description
Полезная модель относиться к области приборостроения и нанотехнологиям.A useful model relates to the field of instrumentation and nanotechnology.
Известен способ перемещения объекта в пространстве (Заявка на изобретение №95116610, МПК F03G 3/00, дата подачи заявки 26.09.1995 г.), при котором посредством вибровозбудителя инерционного движителя преобразует работу источника энергии в работу, обеспечивающую перемещения объекта, путем осуществления противофазной раскрутки инерционных масс вибровозбудителя относительно, по меньшей мере, двух осей вращения до технологически заданной угловой скорости вращения с последующим изменением на одном участке траектории перемещения момента импульса относительно соответствующих осей вращения, по меньшей мере, двух зеркально симметрично расположенных относительно плоскости симметрии вибровозбудителя инерционных масс с возможностью преобразования, по крайней мере части кинетической энергии инерционных масс в импульсное направленное силовое воздействие на оси вращения и последующей стабилизации соответствующих динамических параметров вращения инерционных масс относительно технологически заданного качения параметров вращения, таким образом, что для осуществления процесса преобразования работы источника энергии в работу, обеспечивающую перемещение объекта, используют вибровозбудитель с попарно связанными и в каждой паре диаметрально противоположно расположенными относительно соответствующих осей вращения, инерционными массами, момент импульса, по меньшей мере двух инерционных масс изменяют посредством их ускоренного перемещения в радиальном направлении с изменением величин их радиусов вращения по циклу от начального, максимально заданного значения радиуса вращения до минимально заданного значения указанного радиуса и обратно, в пределах угла поворота, не превышающего 180° и с возможностью обеспечения только однонаправленного импульсного силового воздействия на соответствующую ось вращения в пределах угла поворота, равного 360% при этом стабилизацию динамических параметров вращения осуществляют в отношении угловой скорости инерционных масс с момента начала увеличения радиусов вращения соответствующих по меньшей мере двух инерционных масс с минимально заданного значения величин этих радиусов до начального, максимально заданного значения радиусов вращения. К недостаткам данного изобретения следует отнести тот факт, что преобразование кинетической энергии в силовое возмущение происходит не в полной мере; возникает высокая сложность стабилизации динамических параметров.There is a known method of moving an object in space (Application for invention No. 95116610, IPC F03G 3/00, filing date of September 26, 1995), in which, by means of a vibration exciter of an inertial propulsion device, it transforms the work of an energy source into work ensuring the movement of an object by performing antiphase promotion the inertial mass of the vibration exciter relative to at least two rotation axes to a technologically specified angular rotation speed with subsequent change in one section of the trajectory of the angular momentum relative to with respect to the corresponding rotation axes of at least two inertial masses that are specularly symmetrically located relative to the plane of symmetry of the vibration exciter, with the possibility of converting at least part of the kinetic energy of the inertial masses into a pulsed directed force on the rotation axis and subsequent stabilization of the corresponding dynamic parameters of the inertial mass rotation relatively technologically given rolling parameters of rotation, so that for the implementation of the conversion process For the operation of the energy source in the work that ensures the movement of the object, a vibration exciter is used with inertial masses pairwise connected and diametrically opposed in relation to the respective rotation axes in each pair, the angular momentum of at least two inertial masses is changed by their accelerated radial movement with change values of their radii of rotation in a cycle from the initial maximum value of the radius of rotation to the minimum value specified radius and vice versa, within a rotation angle not exceeding 180 ° and with the possibility of providing only a unidirectional pulsed force action on the corresponding rotation axis within a rotation angle equal to 360%, stabilization of dynamic rotation parameters is carried out with respect to the angular velocity of inertial masses from the moment the beginning of the increase in the radii of rotation of the corresponding at least two inertial masses from the minimum specified value of the values of these radii to the initial maximum value radii of rotation. The disadvantages of this invention include the fact that the conversion of kinetic energy into force disturbance does not occur in full; there is a high complexity of stabilizing dynamic parameters.
Известна конструкция двигателя (Заявка на изобретение №92015533, МПК В02С 12/38, дата подачи заявки 30.12.1992 г), техническим решением которой является упрощение конструкции двигателя. Эта цель достигается выполнением привода в виде волновой передачи с пьезоэлектрическим генератором волн который содержит смонтированный в общем корпусе круговой ряд радиальных толкателей с линейными пьезоэлектрическими приводами с мультипликаторами из текущих масс, расположенных между толкателями и пьезоэлектрическими силовыми элементами, а также гибким колесом, насаженным на вал объекта применения двигателя и размещенным в кольцевом зазоре между корпусом и вставленным в него штырем - центральным жестким колесом волновой передачи. Текущая масса может быть выполнена из электрореологической жидкости или жидкого магнита, размещаемых в радиальных гнездах корпуса совместно с электромагнитными катушками (вместо пьезоэлементов), либо в качестве приводных элементов в радиальных гнездах могут быть установлены (вместо пьезоэлементов и текучей массы) поочередно нагреваемые и охлаждаемые жидкостью или воздухом стержни или трубки из полиэтилена или другого материала, обладающего высоким коэффициентом теплового расширения. Кроме того, привод может быть выполнен в виде спирали - спиральной пампружины, одним концом заделанной в корпусе, а другим - соединенной с венцом обгонной муфты, установленной на валу объекта применения двигателя, и снабжен двумя фенами для поочередного обдува пампружины горячим и холодным воздухом (для обдува холодным воздухом нагреватель одного фена отключается). Указанная спираль может быть выполнена биметаллической токонесущей, либо в виде разностенной токонесущей трубки, а также из материала, обладающего повышенным коэффициентом теплового расширения. Недостатком данного изобретения является то, что пьезоэлементы имеют довольно хрупкое строение и плохо переносят удары, для них характерна недолговечность и их параметры плывут во времени. Так же они требуют стабилизации температуры отвода тепла.Known engine design (Application for invention No. 92015533, IPC В02С 12/38, filing date 12/30/1992 g), the technical solution of which is to simplify the design of the engine. This goal is achieved by performing a drive in the form of a wave transmission with a piezoelectric wave generator that contains a circular row of radial pushers mounted in a common housing with linear piezoelectric drives with multipliers of current masses located between the pushers and piezoelectric power elements, as well as a flexible wheel mounted on the shaft of the object engine application and placed in the annular gap between the housing and the pin inserted into it - the central hard wheel of the wave transmission . The current mass can be made of electrorheological liquid or a liquid magnet placed in the radial sockets of the housing together with electromagnetic coils (instead of piezoelectric elements), or as drive elements in the radial sockets can be installed (instead of piezoelectric elements and fluid mass), alternately heated and cooled by liquid or air rods or tubes made of polyethylene or other material with a high coefficient of thermal expansion. In addition, the drive can be made in the form of a spiral - a spiral spring, one end sealed in the housing, and the other - connected to the rim of the freewheel coupling mounted on the shaft of the engine application object, and equipped with two hair dryers for alternately blowing the spring with hot and cold air (for blowing with cold air the heater of one hair dryer is turned off). The specified spiral can be made bimetallic current-carrying, or in the form of a differential wall-carrying tube, as well as from a material having a high coefficient of thermal expansion. The disadvantage of this invention is that the piezoelectric elements have a rather fragile structure and do not tolerate impacts, they are characterized by fragility and their parameters float in time. They also require stabilization of the temperature of heat dissipation.
Наиболее близким аналогом является конструкция и принцип перемещения объекта в пространстве. Называемый «пьезодвигатель с выступающими прокладками» (С.А Сдобников, А.А.Восиляков, И.В.Рубцов «Пьезоэлектрические двигатели на бегущей волне: принципы действия и конструктивные особенности» // Мехатроника, автоматизация, управление. №6. - 2002. С 43-45.). Двигатель состоит из внешнего цилиндрического ротора, внутри которого находиться кольцевой цилиндрический статорный элемент из пьезоэлектрического материала, закрепленный вдоль внутренней образующей на фланце.The closest analogue is the design and principle of moving an object in space. The so-called "piezoelectric motor with protruding gaskets" (S.A Sdobnikov, A.A.Vosilyakov, I.V. Rubtsov "Piezoelectric motors on a traveling wave: principles of operation and design features" // Mechatronics, automation, control. No. 6. - 2002 . 43-45.). The engine consists of an external cylindrical rotor, inside of which there is an annular cylindrical stator element of piezoelectric material, mounted along the inner generatrix on the flange.
На внешней цилиндрической поверхности статорного пьезоэлемента закреплены упругие стальные пластины-толкатели, установленные под определенным углом к внутренней поверхности ротора и находящиеся с ним в механическом контакте с некоторым прижатием. Пластины-толкатели выполнены стальными и упругими. Благодаря пластинам, выполняющим роль промежуточных упругих элементов, жесткость которых много меньше жесткости пьезоэлемента.On the outer cylindrical surface of the stator piezoelectric element, elastic steel pusher plates are fixed, which are installed at a certain angle to the inner surface of the rotor and are in mechanical contact with some pressure. Pusher plates are made of steel and elastic. Thanks to the plates acting as intermediate elastic elements, the rigidity of which is much less than the rigidity of the piezoelectric element.
При подаче управляющего напряжения переменного тока на электродированные участки статорного пьезоэлемента, расположенные на его внешней и внутренней цилиндрических поверхностях, внешняя цилиндрическая поверхность статорного пьезоэлемента начинает совершать колебания в радиальном направлении с частотой изменения управляющего напряжения. При этом в каждом толкателе, по его длине, стоячая механическая волна, формирующая эллиптическую траекторию движения конца толкателя, прилегающую к статору.When applying a control voltage of alternating current to the electroded sections of the stator piezoelectric element located on its outer and inner cylindrical surfaces, the outer cylindrical surface of the stator piezoelectric element begins to oscillate in the radial direction with the frequency of the control voltage. Moreover, in each pusher, along its length, there is a standing mechanical wave, forming an elliptical trajectory of the end of the pusher adjacent to the stator.
Движение конца толкателя преобразуется во вращательное движение ротора за счет сил фрикционного взаимодействия.The movement of the end of the pusher is converted into rotational motion of the rotor due to the forces of frictional interaction.
Недостатки данного изобретения: изменение линейных размеров пьезоэлементов является незначительным, при этом они не могут реализовать большое усилие на роторе, а также характеризуются малой долговечностью и теряют свои свойства за непродолжительный промежуток времени.The disadvantages of this invention: the change in the linear dimensions of the piezoelectric elements is insignificant, while they cannot realize a large force on the rotor, and are also characterized by low durability and lose their properties in a short period of time.
Задачей полезной модели является повышение надежности работы инерционного волнового двигателя.The objective of the utility model is to increase the reliability of the inertial wave engine.
Поставленная задача решается тем, что конструкция инерционного волнового двигателя включает статор, ротор и актуатор. Статор выполнен в виде части трубы с рифленой внутренней поверхностью, внутри статора помещен ротор, между ними расположены по окружности массы, например, в виде роликов, а также актуаторы, все ролики соединены между собой пружинами, включая актуаторы, причем каждая масса снабжена опорными связями жестко связанными с массой, упорным элементом, который одним концом связан с массой упирается во внутреннюю рифленую поверхность статора, толкателем, закрепленного одним концом на ролике, другой конец выходит в соприкосновение с поверхностью ротора и за счет сил трения обеспечивает вращение ротора. Причем актуаторов может быть несколько в зависимости от заданной скорости движения и момента, развиваемого на статоре. Каждый актуатор снабжен подводом энергии.The problem is solved in that the inertial wave motor design includes a stator, rotor and actuator. The stator is made in the form of a part of the pipe with a corrugated inner surface, a rotor is placed inside the stator, masses are located between them, for example, in the form of rollers, as well as actuators, all rollers are interconnected by springs, including actuators, each mass being rigidly supported associated with the mass, a thrust element, which at one end is connected to the mass abuts against the internal corrugated surface of the stator, with a pusher fixed at one end to the roller, the other end comes into contact with the surface p Operations and the frictional forces ensures rotation of the rotor. Moreover, there may be several actuators depending on the given speed of movement and the moment developed on the stator. Each actuator is supplied with energy.
Актуатор - подсистема, передающая воздействие с управляющего устройства на объект управления. В предлагаемой полезной модели могут быть использованы актуаторы - преобразователи, превращающие входной сигнал (электрический, оптический, механический, пневматический и любой другой) в выходной сигнал (в движение), которое воздействует на объект управления (массы, расположенные по обе стороны от актуатора). Устройство такого типа может включать: электрические двигатели, электрические, пневматические или гидравлические приводы, релейные устройства, электростатические двигатели и др.Actuator - a subsystem that transfers the effect from the control device to the control object. In the proposed utility model, actuators can be used - converters that convert the input signal (electrical, optical, mechanical, pneumatic and any other) into the output signal (into motion), which affects the control object (masses located on both sides of the actuator). A device of this type may include: electric motors, electric, pneumatic or hydraulic drives, relay devices, electrostatic motors, etc.
В предлагаемой полезной модели актуатор предназначен для создания смещения через определенные промежутки времени, что обеспечивает постоянную работу инерционного волнового двигателя.In the proposed utility model, the actuator is designed to create displacement at certain intervals of time, which ensures constant operation of the inertial wave motor.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.
На Фиг.1 представлена общая схема инерционного волнового двигателя.Figure 1 presents a General diagram of an inertial wave engine.
На Фиг.2 представлена схема передачи усилий на ротор и статор.Figure 2 presents a diagram of the transmission of forces to the rotor and stator.
На Фиг.1 показаны: статор 1, ротор 2, массы 3-10, актуаторы 11 и 12, пружины 13-20, жесткие связи масс 21-28, упорные элементы 29-36, толкатели 37-44.Figure 1 shows: stator 1, rotor 2, masses 3-10, actuators 11 and 12, springs 13-20, rigid couplings of masses 21-28, thrust elements 29-36, pushers 37-44.
На Фиг.2 показана схема сил, в том числе:Figure 2 shows a diagram of the forces, including:
- сила, инициируемая актуатором 11;- the force initiated by the actuator 11;
- сила, передаваемая упорным элементом 29;- the force transmitted by the thrust element 29;
- сила, обеспечивающая равновесие массы 3 через жесткие связи 21;- the force ensuring the equilibrium of mass 3 through rigid bonds 21;
- сила, передаваемая толкателем 37;- the force transmitted by the pusher 37;
- сила, инициируемая пружиной 14.- force initiated by the spring 14.
Инерционный волновой двигатель состоит их статора 1 в виде части трубы с рифленой внутренней поверхностью; ротора 2, расположенного внутри статора 1. Между статором 1 и ротором 2 размещены массы 3-10, которые могут иметь различную массу и форму, и располагаются равномерно по всей окружности. Они могут быть выполнены в виде роликов. Между массами располагают актуаторы 1 и 2. Их количество устанавливают в зависимости от веса масс и усилий, которые необходимо создать для вращения ротора 2. Все массы 3-10 соединены между собой пружинами 13-20, как показано на Фиг.1. Массы 3-10 снабжены жесткими связями 21-28, которые обеспечивают равновесие масс при вращении их между статором 1 и ротором. Массы имеют также упорные элементы 29-36, которые одним концом соединены шарнирно с соответствующей массой, другой конец при движении по часовой стрелке скользит по рифленой поверхности статора, при вращении против часовой стрелки упирается в рифленую поверхность статора 1 и обеспечивает упор. Толкатели 37-44 обеспечивают передачу сил на ротор 2, они одним концом закреплены на массе, а другой входит в плотное соприкосновение с наружной поверхностью ротора.The inertial wave engine consists of their stator 1 in the form of a part of a pipe with a corrugated inner surface; rotor 2 located inside the stator 1. Between the stator 1 and the rotor 2 placed mass 3-10, which can have different mass and shape, and are evenly distributed around the entire circumference. They can be made in the form of rollers. Actuators 1 and 2 are located between the masses. Their number is set depending on the weight of the masses and the forces that must be created to rotate the rotor 2. All masses 3-10 are connected by springs 13-20, as shown in FIG. The masses 3-10 are equipped with rigid links 21-28, which provide the balance of the masses when they rotate between the stator 1 and the rotor. The masses also have thrust elements 29-36, which are pivotally connected at one end to the corresponding mass, the other end slides along the corrugated surface of the stator when moving clockwise, and counterclockwise rotates against the corrugated surface of stator 1 and provides an emphasis. Pushers 37-44 provide the transfer of forces to the rotor 2, they are fixed at one end to the mass, and the other enters into close contact with the outer surface of the rotor.
Актуаторы 11 и 12 имеют подвод энергии и могут при работе подтягивать ближайшую массу (расположенную по часовой стрелке) и предназначены для создания начального смещения, что позволяет сформировать бегущую волну, импульсы с актуаторов поступают через каждый период прохождения волны (под периодом прохождения волны понимается распространение смещения от атуатора 11 к актуатору 12 и наоборот). Подтягивание массы происходит в следствии того, что пружина, расположенная за актуатором, после перемещения последнего становится растянутой и за счет упругих сил стремиться принять свое первоначальное положение, что в свою очередь приводит к подтягиванию ближайшей массы. Таким образом актуатор осуществляет постоянную подпитку энергией бегущую волну.Actuators 11 and 12 have an energy supply and can pull the nearest mass (located clockwise) during operation and are designed to create an initial bias, which allows you to create a traveling wave, pulses from the actuators come through each period of the wave (the wave propagation period refers to the propagation of the bias from the actuator 11 to the actuator 12 and vice versa). The pulling up of the mass occurs due to the fact that the spring located behind the actuator, after moving the latter, becomes stretched and, due to elastic forces, strive to take its original position, which in turn leads to pulling up of the nearest mass. Thus, the actuator provides a constant energy supply to the traveling wave.
Работает инерционный волновой двигатель следующим образом.The inertial wave engine operates as follows.
Рассмотрим работу двигателя на отдельном участке. Подводиться энергия к актуатору 11, актуатор подтягивает массу 10, вместе с массой передвинется упорный элемент 36, пружина 13 сжимается. Затем она начинает разжиматься и толкнет массу 3, и передвинет ее вместе с упорным элементом 29, соответственно усилие передается толкателю 37 и ротор 2 перемещается на определенное расстояние. Пружина 14 передает усилие на массу 4.Consider the operation of the engine in a separate area. Energy is supplied to the actuator 11, the actuator pulls the mass 10, together with the mass, the stop element 36 moves, the spring 13 is compressed. Then it begins to expand and pushes the mass 3, and moves it together with the thrust element 29, respectively, the force is transmitted to the pusher 37 and the rotor 2 moves a certain distance. Spring 14 transfers force to mass 4.
Аналогично действует актуатор 12, обеспечивая передвижение масс, а, следовательно, и вращение ротора 2. Обеспечивается принцип передачи энергии в замкнутом контуре механической цепи.Actuator 12 acts in a similar way, providing the movement of masses, and, consequently, the rotation of the rotor 2. The principle of energy transfer in a closed circuit of a mechanical circuit is provided.
Расчеты показали работоспособность предлагаемой полезной модели.The calculations showed the efficiency of the proposed utility model.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009111765/22U RU91744U1 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Inertial wave motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009111765/22U RU91744U1 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Inertial wave motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU91744U1 true RU91744U1 (en) | 2010-02-27 |
Family
ID=42128065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009111765/22U RU91744U1 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Inertial wave motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU91744U1 (en) |
-
2009
- 2009-03-30 RU RU2009111765/22U patent/RU91744U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0449048B1 (en) | Piezoelectric motor | |
EP2662558A2 (en) | Mechanisms for creating undulating motion, such as for propulsion and for harnessing the energy of moving fluid | |
AU2001295273A1 (en) | Drive apparatus | |
CN104214063A (en) | Shape memory alloy based rotary actuator | |
WO2014136236A1 (en) | Power generator | |
JP2023153939A (en) | device for generating energy | |
JP2011163521A (en) | Rotary drive unit | |
US8297138B2 (en) | Gyroscopic torque converter | |
RU91744U1 (en) | Inertial wave motor | |
He et al. | Piezoelectric motor based on synchronized switching control | |
US20150345477A1 (en) | Directional Motive Force Generation Device | |
CN104067026A (en) | Energy generator | |
WO2004088166A1 (en) | Ratio changing method and apparatus | |
US20020158525A1 (en) | Piezoelectric rotary pump | |
CN107614869B (en) | Thermoacoustic power generation system | |
EP3590182B1 (en) | Magnetic coupling and method | |
KR20060103761A (en) | Amplified electric energy producing system | |
RU2304340C1 (en) | Rotary-to-translational motion energy converting device | |
CN104937275A (en) | Centrifugal expanders and compressors each with both flow from periphery to center and flow from center to periphery in both external heat and internal combustion | |
RU2279594C1 (en) | Device for conversion of oscillatory motion into reversible rotary motion | |
JP2004284567A (en) | Rigidity variable fin, propulsion mechanism in highly viscous fluid equipped with rigidity variable fin, and elastic vane in-fluid propulsion mechanism | |
RU2691289C1 (en) | Continuous medium kinetic energy converter into mechanical force | |
RU205136U1 (en) | POWER VIBRATION DRIVE | |
CN113323830B (en) | Motion conversion mechanism and method for converting vibration and swing into unidirectional rotation | |
RU2409885C1 (en) | Electromagnetic step propeller |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130331 |