Penkių laisvės laipsnių pjezoelektrinė pavara

Abstract

Išradimas skirtas sukurti didelio tikslumo pjezoelektrinę pavarą, sukuriančią sferos formos rotoriaus nepriklausomą sukamąjį judesį apie tris ašis ir pačios pavaros slenkamąjį judesį plokštumoje bei pagerinančią dinamines pavaros charakteristikas ir valdymą. Pjezoelektrinė pavara susideda iš dviejų pjezoelektrinių žiedų (2, 8), pritvirtintų ant tamprių atramų (5,10), neišardomai sumontuotų ant tampriųjų žiedų (4,7) ir sujungtų tampriu kūgiu (6). Ant abiejų pjezoelektrinių žiedų sumontuota po tris sferos formos kontaktus (3, 9). Ant viršutinių kontaktų slystamai patalpintas rotorius (1), o apatiniais kontaktais pavara kontaktuoja su plokščiu kietu paviršiumi. Pavaros sukamasis arba slenkamasis judesys gaunamas žadinant pjezoelektrinius žiedus nehormoniniu, nesimetriniu elektriniu signalu. Pavaros dinaminės charakteristikos didinamos, kai tamprių atramų rezonansinis dažnis sutampa su pjezoelektrinio žiedo lenkimo virpesių rezonansiniu dažniu, o atramų tvirtinimo vietos atitinka pjezoelektrinio žiedo virpesių mazgus. Pavaros sukamojo ir slenkamojo judesio valdymas gerinamas naudojant kūgio formos statorių, kas leidžia sumažinti virpesių perdavimą iš viršutinio tampraus žiedo į apatinius kontaktinius elementus ir atvirkščiai.

The invention discloses a high-precision piezoelectric drive which generates independent rotary motion of the spherical rotor about three axes and sliding motion in the plane, and improves the dynamic characteristics and control of the drive. The drive consists of two piezoelectric rings (2, 8) fixed on elastic supports (5, 10) mounted on elastic rings (4, 7), and connected by an elastic cone (6). Three spherical contacts (3, 9) are installed on both piezoelectric rings and are used to rotate the rotor (1) or move the system on a flat hard surface. An asymmetric electric signal is used for excitation. The dynamic characteristics are increased when the resonant frequency of the support coincides with the resonant frequency of the bending vibrations of the ring. The location of the supports corresponds to the vibration nodes of the piezoelectric ring. Control of the rotational and sliding movement of the piezoelectric drive is improved by the use of a cone-shaped stator that allows reducing of the transmission of vibrations from the upper ring to the lower and vice versa.