SU771771A1 - Шаговый двигатель дл прецизионного перемещени - Google Patents

Description

Изобретение относится к области электротехники, автоматики и может быть использовано как исполнительный элемент для прецизионных перемещений, например, в измерительных прибора^., оптико-механических устройствах, оборудовании электронной промышленности, ⁵ точном машиностроении.

Шаговый двигатель для прецизионного перемещения по авт.св. № 674123 содержит две плоскопараллельные направляющие, исполнительный пьезоэлемент, фиксаторы, мембраны, через которые передается усилие прижима каждого фиксатора к исполнительному элементу, дополнительный пьезоэлемент.

Недостаток описанного устройства состоит в том, что конструкция не позволяет осуществлять работу двигателя в шаговом режиме с поворотом по углу.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения шагового режима с поворотом по углу.

Указанная цель достигается тем, что введен элок управления, регулирующий силу прижима каждого в отдельности фиксатора к накладкам исполнительного пьезоэлемента, причем фиксаторы контактируют с накладками исполнительного пьезоэлемента через шарнирно-закрепленные фланцы.

На фиг. 1, 2 представлены две проекции. шагового двигателя; на фиг. 3 — временные диаграммы напряжений, управляющих работой фиксаторов и исполнительного пьезоэлемекта в шаговом режиме с поворотом по углу.

Двигатель содержит ¹ исполнительный пьезоэлемент 1, торцы которого жестко соединены с накладками 2, имеющими две плоскопараллельные поверхности. Пьезоэлемент 1 с накладками 2 заключен между двумя плоскопараллельными направляющими 3, на которых с внешней стороны установлены четыре фиксатора 4, 5, 6, 7, каждый из которых представляет собой пару фиксирующих элементов, установленных на соответствующей направляющей соосно друг с другом и соединенных с блоком управления (на фиг. не показан). Каждый из фиксирующих элементов помещен в металлический стакан 8, который жестко крепится к направляющей, снабженный юстировочным устройством 9.

Блок управления регулирует силу' прижима каждого в отдельности фиксирующего элемента с накладками 2, которая передается через мембрану 10 и поворотный фланец 11, контактирующий с накладками исполнительного пьезоэлемента и способный вращаться вокруг продольной оси фиксатора благодаря шарнирному закреплению 12.

В целом мембрана 10 и фланец 11 служат для снятия касательных напряжений фикси- рующего элемента, а также для обеспечения шагового режима с поворотом по углу. В качестве фиксирующих элементов могут быть использованы пьезоэлементы, магнитострикторы и т.д.

На верхней поверхности 13 накладки 2 жестко закреплен одним торцом дополнительный пьезоэлемент 14, на втором торце которого крепится приводной вал 15.

В шаговом режиме с поворотом по углу двигатель работает следующим образом.

С блока управления подаются напряжения в виде периодических импульсов, форма и фазовые соотношения которых показаны на фиг. 3, где U₄ - напряжение на фиксаторе 4; . 1Л. .- напряжение на фиксаторе 5; U_& — напряжение на фиксаторе 6; U^, — напряжение на фиксаторе 7; - напряжение на пьезоэлементе 1. В начальный момент работы на все фиксирующие элементы подается положительное напряжение и происходит зажатие накладок 2, на пьезоэлементе 1 при этом — отрицательное напряжение, и он находится в сжатом состоянии. На первом такте фиксаторы 4, 7 освобождают накладки 2, а на фиксаторе 5 напряжение снижается (Uj- < Ug ), но U_r обеспечивает контакт фиксатора 5 с накладкой 2. На втором такте на пьезоэлемент

771771 4 подается положительное напряжение, и происходит перемещение выходного вала с поворотом по углу в плоскости, параллельной направляющим 3, в направлении, указанном на фиг. 1 5 стрелкой. Поворот относительно продольной оси фиксатора 6, который находится в максимально фиксирующем состоянии, будет происходить за счет наличия шарнирно-закрепленного фланца И. Величина поворота приводного ю вала определяется соотношением ΙΙθ/ U$ На третьем такте происходит зажатие накладок 2 фиксаторами 4, 5, а на четвертом такте фиксатор 6 освобождает накладки 2. На пятом такте за счет сжатия пьезоэлемента 1 подгя15 гивается нижняя накладка 2, и на шестом такте фиксаторы 6, 7 зажимают накладки 2. Поворот в другую сторону, а также реверс осуществляются за счет соответствующего изме-. нения порядка работы фиксатором 4, 5, 6, 7.

Предлагаемый шаговый двигатель для прецизионного перемещения обладает более широкими функциональными возможностями, что имеет большое значение для управляемых зеркал телескопов, сканирующих систем и других 25 сштусоидальных кинематических, механизмов.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к области электротехники , автоматики и может быть использовано как исполнительный элемент дл  прецизионных перемещений, например, в измерительных прибора, оптико-механических устройствах, оборудовании электронной промышленности, точном машиностроении. Шаговый двигатель дл  прецизионного перемещени  по авт.св. № 674123 содержит две пло копараллельные направл ющие, испогшительный пьезоэлемент, фиксаторы, мембраны, через которые передаетс  усилие прижима каждого фиксатора к исполнительному элементу, дополнительный пьезоэлемент. Недостаток описанного устройства состоит в том, что конс1рукщ1  не позвол ет осуществл ть работу двигател  в шаговом режиме с поворотом но углу. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  шагового режима с поворотом по углу. Указанна  цель достигаетс  тем, что введен Злок управлени , регулирующий силу прижима каждого в отдельности фиксатора к накладкам исполнительного пьезоэлемента, причем фиксаторы контактируют с накладками исполнительного пьезоэлемента через шарнирно-закрепленные фланцы. На фиг. 1, .2 представлены две проекции. шагового двигател ; на фкг. 3 - временные диаграммы напр жений, управл ющих работой фиксаторов и исполнительного пьезоэлемента в шаговом режиме с поворотом по углу. Двигатель содержит исполнительный пьезоэлемент 1, которого жестко соединены с накладками 2, имеющими две плоскопараллельные поверхности. Пьезоэлемент 1 с накладками 2 заключен между двум  плоскопараллельными направл ющими 3, на которых с внеишей стороны установлены четыре фиксатора 4, 5, 6, 7, каждый из которых представл ет собой пару фиксирующих элементов, установленных на соответствующей направл ющей соосно друг с другом и соединенных с блоком управлени  (на фиг. не показан). Каждый из фиксирующих элементов помещен в металлический стакан 8, который жестко крепитс  к направл ющей, снабженный юстировочиым устройством 9. Блок управлени  регулирует силу прижима каждого в отдельности фиксирующего элемента с накладками 2, котора  передаетс  через мембрану 10 и поворотный фланец 11, контактирующий с накладками исполнительного пьезоэлемента и способный вращатьс  вокруг продольной оси фиксатора благодар  шар1шриому закреплению 12. В делом мембрана 10 и фланед 11 служат дл  сн ти  касательных напр жений фиксирующего элемента, а также дл  обеспечени  шагового режима с поворотом по углу. В качестве фиксирующих элементов могут быть использованы пьезоэлементы, магаитострикторы и т.д. На верхней поверхности 13 накладки 2 жестко закреплен одним торцом дополнительный пьезоэлемент 14, на втором торце которо го крепитс  приводной вал 15. В шаговом режиме с поворотом по углу двигатель работает следующим образом. С блока управлени  подаютс  напр жени  в виде г сриодических импульсов, форма и . фазовые соотношени  которых показаны на фиг. 3, где и. --напр жение на фиксаторе 4 . и .- напр жение па фиксаторе 5; Ug - на пр жение на фиксаторе 6; U,,. - напр жение на фиксаторе 7; U - напр жение на пьезоэлементе 1. В иачальньп момент работы па все фиксирующие элементы подаетс  положительное напр жение и происходит зажатие накладок 2, на пьезоэлементе 1 при этом - отрицательное напр жение, и он находитс  в сжатом состо нии. На первом такте фиксаторы 4, 7 освобождают накладки 2, а на фикса торе 5 напр жение снижаетс  (U. U., ), но U;- обеспечивает контакт фиксатора 5 с накладкой 2. На втором такте на пьезоэлемен 14 1 подаетс  положительное напр жение, и происходит перемещение выходного вала с поворотом по углу в плоскости, параллельной направл ющим 3, в направ1генни, указанном на фиг. 1 стрелкой. Поворот относительно продольной оси фиксатора 6, который находитс  в максимально фиксирующем состо нии, будет происходить за счет наличи  шарнирно-закрепленкого фланца 11. Величрша поворота привошшго вала определ етс  соотношением U / L7 На третьем такте происходит зажатие накладок 2 фиксаторами 4, 5, а на четвертом такте фиксатор 6 освобождает накладки 2. На п том такте за счет сжати  пьезоэлемента 1 подг гиваетс  нижн   накладка 2, и на шестом такте фиксаторы 6, 7 зажимают накладки
2. 2. Поворот в другую сторону, а также реверс осуществл ютс  за счет соответствующего изме-. нени  пор дка работы фиксатороы 4, 5, 6, 7. Предлагаемый пмговый двигатель дл  прецизионного перемещени  обладает более широкими ф пкциональными возможност ми, что имеет большое значение дл  управл емых зеркал телескопов, сканирующих систем и других сш1усоидальных К1шематических механизмов. Формула изобретени  Шаговый двигатель дл  прецизиопьюго перемещени  по авт.св. № 674123, отличающийс  тем, что,, с целью расширени  фу п :циоиальных возможностей за счет обеспечени  шагового режима с поворотом по углу, в него введен блок управлени , регулирующий силу прижима каждого в отдельности фиксатора к накладкам исполнительного пьезоэлемента , причем фиксаторы контактируют с накладками исполнительного пьезоэлемента чфез щарнирно-закрепленные фланцы. 5 S

   фаг. 10

   j imjs iJLTHiS

   t

   сриг.З