SU1657953A1

SU1657953A1 - Piezoelectric converter of microtranslators

Info

Publication number: SU1657953A1
Application number: SU894653169A
Authority: SU
Inventors: Александр Григорьевич Ершов
Original assignee: Московский институт приборостроения
Priority date: 1989-02-20
Filing date: 1989-02-20
Publication date: 1991-06-23

Abstract

Изобретение относитс к средствам воспроизведени микроперемещений и может использоватьс дл управлени положением рабочих органов приборных и технологических систем Цель изобретени расширение диапазона перемещений. Пьезоэлектрический преобразователь выполнен в виде набора кольцевых пьезоэлементов, соединенных между собой с помощью стаканов с фланцами При этом каждый последующий пьезоэлемент размещен внутри предыдущего пьезоэлемента соосно с ним Все пьезоэ- лементы электрически соединены параллельно исинфазно Преимуществом предлагаемого преобразовател вл етс повышение диапазона перемещений, равного сумме перемещений всех пьезоэлементов при ограничении высотного габаритного размера преобразовател а также обеспечение высокой жесткости 1 илThe invention relates to means of reproducing micro movements and can be used to control the position of the working bodies of instrument and technological systems. The purpose of the invention is the expansion of the range of movements. The piezoelectric transducer is made in the form of a set of annular piezoelectric elements interconnected by means of glasses with flanges. Each subsequent piezoelectric element is placed inside the previous piezoelectric element coaxially with it. All piezoelectric elements are electrically connected in parallel and in-phase The advantage of the proposed transducer is an increase in the displacement range, equal to the sum of the transducer elements and parallel to it. piezoelements while limiting the overall height of the converter and also ensuring high stikst 1 silt

Description

Изобретение относитс к электромеханическим преобразовател м электрического напр жени в линейное перемещение и может использоватьс в качестве исполнительного механизма микроперемещенийThe invention relates to electromechanical converters of electrical voltage to linear displacement and can be used as an actuator for micro-movements.

Целью изобретени вл етс расширение диапазона перемещенийThe aim of the invention is to expand the range of movement.

На чертеже показана конструктивна схема пьезоэлектрического преобразовател микроперемещенийThe drawing shows a constructive diagram of a piezoelectric microdisplacement transducer

Пьезоэлектрически преобразователь микроперемещений содержит основание 1. вл ющеес базовой поверхностью преобразовател микроперемещений, набор из основного и промежуточных пьезоэлементов 2, выполненных в виде полых цилиндров разного диаметра с возможностью их соос- ного расположени с некоторым зазором внутри друг друга, пьезоэлемент, выполненный в виде стержн 3 с возможностью его соосного расположени с некоторым зазором внутри последнего промежуточного полого пьезоэлемента 2 наименьшего диаметра набор цилиндрических стаканов 4 с фланцами, выполненных с возможностью их установки в зазоре между пьезоэлемен- тами 2 и 3 Основной полый цилиндрический пьезоэлемент 2 установлен базовой поверхностью на основании 1 Первый стакан 4 с фланцем установлен соосно внутри основного полого пьезоэлемента 2 и закреплен фланцем на его отсчетной поверхности. Промежуточный полый пьезоэлемент 2 установлен соосно внутри первого стакана 4 и закреплен базовой поверхностью на основании стакана 4. Второй стакан 4 с фланцем установлен соосно внутри промежуточного полого пьезоэлемента 2 и закреплен фланцем на отсчетной поверхности этого пьезоэлемента . Внутри второго стакана может быть установлен и третий промежуточный полый пьезоэлемент 2, закрепленный базовой поверхностью на его основании. Пьезоэлемент , выполненный в виде стержн 3. установлен соосно внутри последнего ста (ЛA piezoelectric microdisjet transducer contains a base 1. A basic surface of a microdisplacement transducer, a set of primary and intermediate piezoelements 2, made in the form of hollow cylinders of different diameters with the possibility of their coaxial arrangement with a certain gap inside each other, a piezoelectric element, made in the form of a rod 3 with the possibility of coaxial arrangement with a certain gap inside the last intermediate hollow piezoelectric element 2 of the smallest diameter, a set of cylindrical glass 4 with flanges made with the possibility of their installation in the gap between piezoelectric elements 2 and 3 The main hollow cylindrical piezoelectric element 2 is installed with a base surface on the base 1 The first glass 4 with a flange is installed coaxially inside the main hollow piezoelectric element 2 and is fixed by a flange on its reference surface. The intermediate hollow piezoelectric element 2 is installed coaxially inside the first glass 4 and secured with a base surface on the base of the glass 4. The second glass 4 with a flange is mounted coaxially within the intermediate hollow piezoelectric element 2 and fixed by a flange on the reference surface of this piezoelement. A third intermediate hollow piezoelectric element 2 fixed to the base surface on its base can also be installed inside the second cup. The piezoelectric element, made in the form of a rod 3. is installed coaxially within the last hundred (L

СWITH

о ел VJabout ate VJ

SQSQ

ел соate with

кана и закреплен базовой поверхностью на его основании. Отсчетна поверхность пье- зоэлемента, выполненного в виде стержн , одновременно вл етс отсчетной поверхностью преобразовател микроперемеще- ний. Все пьезоэлементы электрически соединены параллельно и синфазно, поэтому без учета силовых деформаций поверхностей стёканов перемещение отсчетной поверхности преобразовател будет равно сумме перемещений отсчетных поверхностей всех пьезоэлементов.Kana and fixed base surface on its base. The reference surface of a piezoelement made in the form of a rod is at the same time the reference surface of a micro-displacement transducer. All piezoelectric elements are electrically connected in parallel and in phase, so without taking into account the force deformations of the surfaces of the glasses, the displacement of the reference surface of the transducer will be equal to the sum of the displacements of the reference surfaces of all the piezoelectric elements.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

При подаче электрического управл ю- щего напр жени к обкладкам соединенных параллельно и синфазно пьезоэлементов 2 и 3 происходит изменение длины каждого пьезоэлемента, например, в сторону увеличени . При этом основной полый цилиндри- ческий пьезоэлемент 2, установленный на основании 1, перемещает закрепленный на его отсчетной поверхности посредством фланца стакан 4. Перемещение стакана 4 вызывает перемещение закрепленного в стакане 4 промежуточного полого цилиндрического пьезоэлемента 2, который, в свою очередь, перемещает закрепленный на нем второй стакан 4. В результате работы всех пьезоэлементов 2 происходит перемещение отсчетной поверхности пьезоэлектрического преобразовател микроперемещений, в качестве которой примен етс отсчетна поверхность пьезоэлемента в виде стержн 3. При этом перемещение преобразовател равно сумме перемещений отдельных пьезоэлементов . Так как стык между отсчетной поверхностью пьезоэлемента и фланцем стакана работает при силовом нагруженииWhen an electrical control voltage is applied to the plates of piezoelectric elements 2 and 3 connected in parallel and in phase, the length of each piezoelectric element changes, for example, upwards. In this case, the main hollow cylindrical piezoelectric element 2, mounted on the base 1, moves the cup 4 fixed to its reference surface by means of the flange. Moving the cup 4 causes the intermediate hollow cylindrical piezo element 2 fixed in the cup 4 to move. there is a second cup 4. As a result of the operation of all the piezoelectric elements 2, the reference surface of the piezoelectric micro-displacement transducer is displaced; countable surface of piezoelectric element as a rod 3. This movement of the transducer is the sum of individual piezoelectric displacement. Since the joint between the reference surface of the piezoelement and the flange of the glass works under force loading

преобразовател на сжатие, то обеспечиваетс достаточна жесткость конструкции. Количество промежуточных полых цилиндрических пьезоэлементов 2 и соответственно стаканов 4 с фланцами может быть больше,чем показано на чертеже, и зависит от величины микроперемещений, которые необходимо получить.compression converter, then sufficient rigidity is ensured. The number of intermediate hollow cylindrical piezoelectric elements 2 and, accordingly, glasses 4 with flanges may be larger than shown in the drawing and depends on the size of the microdisplacements that need to be obtained.

Claims

The invention of the Piezoelectric microdisplay transducer, comprising a base, concentrically mounted hollow cylindrical and rod piezoelements, a rigid jumper interacting with the end surfaces of the hollow cylindrical and core piezoelements, and having a free end face mounted on the base surface of the hollow cylindrical piezoelectric elements, with a free face at the base, distinguished by the same surface, a surface, a black line and a piezoelectric element, with a free end, mounted on the base, characterized by a black wall and piezoelectric elements displacements, it is equipped with at least one more intermediate hollow cylindrical piezoelectric element; in the gap between the core and the main hollow cylindrical piezoelectric elements concentric with the latter, the jumper is made in the form of at least two glasses of different diameter with flanges installed in the gaps between the piezoelectric elements concentric with the latter, and the flanges of the glasses are supported on the end surfaces of the hollow cylindrical elements, rod and intermediate hollow piezoelectric elements with free ends are installed at the bottom of the glasses, and all piezoelectric elements are electrically connected in parallel and in phase.

/ J "."