Pjezoelektrinė sukamojo-slenkamojo judesio pavara

Abstract

Išradimas skirtas sukurti plokščią pjezoelektrinę pavarąį, sukuriančią varomosios grandies sukamąjį arba slenkamąjį judesį išilgai ašies. Pjezoelektrinė pavara sudaryta iš keturių metalinių stačiakampių plokštelių, tampriai statmenai tarpusavyje sujungtų trapecinės formos strypais ir ant kurių viršutinio ir apatinio plokščio paviršiaus priklijuotos keturios pjezokeramikos plokštelės, poliarizuotos storio kryptimi. Strypų susijungimo taške yra padaryta apskritimo formos kiaurymė, prie kurios viršutinio ir apatinio paviršiaus spyruokle prispaustas dvipusis rotorius arba statmenai montuojamas didelio standumo strypas, išilgai kuriuo juda slankiklis. Strypai atlieka bangolaidžių funkciją perduodant ir transformuojant pjezoelektrinių bimorfinių plokštelių lenkimo virpesius į rotoriaus sukamąjį arba slankiklio slenkamąjį judesį. Sukamasis arba slenkamasis varomosios grandies judesio tipas gaunamas naudojant skirtingas vykdiklio lenkimo virpesių modas, kurios sužadinamos harmoniniais arba nesimetriniais elektriniais signalais. Sukimo judesiui sužadinti gali būti naudojamos trys žadinimo schemos, o slenkamajam judesiui viena schema. Pakeitus žadinimo signalų fazes, gaunamas reversinis judesys. Pjezoelektrinė pavara gali būti pritaikyta montuoti į spausdintinę plokštę bei montuojamas mechatronikos įrenginiuose, kuriuose pavarai skirtas tūris yra ribotas.

The invention discloses a flat piezoelectric drive which generates a rotational or sliding movement of a rotor along an axis. The piezoelectric drive consists of four rectangular metal plates (1) tightly connected by trapezoidal beams (18). Four piezoceramic plates (2), polarized in the thickness direction, are glued to the flat top and bottom surfaces of each metal plate. A circular hole (21) is made at the point of junction of the trapezoidal beams, and a double-sided rotor (6, 7) is spring-loaded against the upper and lower surfaces of the hole, or a high-stiffness rod (14) is mounted perpendicularly, by which a slider (13) moves. The beams (18) acts as waveguides by transmitting and transforming the bending oscillations of piezoelectric bimorph plates into the rotational or sliding motion of the rotor or slider, respectively. The rotary or sliding type of motion can be obtained by using different modes of bending oscillations of the actuator, which is excited by harmonic or asymmetric waveform electrical signals. Three excitation schemes can be used to excite the rotational movement, and one scheme can be used for the sliding movement. Changing the phases of the excitation signals results a reverse motion of rotor or slider. The piezoelectric drive can be adapted for mounting on a printed circuit board or can be integrated in mechatronics devices where the mounting volume of the motor is limited.