Способ перемещения подвижного звена и устройство для его осуществления

 

Использование: точное машиностроение , в конструкциях микроманипуляторов. Сущность изобретения: устройство содержит соединенный с подвижным звеном двухслойный электромеханический элемент 1, суммирующий усилитель 3, вычитающий усилитель 4, источник 5 управляющего напряжения и источник 6 опорного напряжения . Слои электромеханического элемента выполнены из электрострикционного материала . Один из слоев подключен к выходу суммирующего усилителя 3, а другой - к выходу вычитающего усилителя 4. Причем к одному из входов каждого усилителя подключен источник 5 управляющего напряжения , а к другому - источник б опорного напряжения. Управляющее напряжение от источника 5 на одном из слоев суммируется с опорным при помощи суммирующего усилителя 3, а на другом вычитается из него при помощи вычитающего усилителя 4. При этом напряжение на одном слое увеличивается и деформация его возрастает, а на другом напряжение снижается и деформация его уменьшается. Элемент 1 изгибается и перемещает подвижное звено 2.2 с.п.ф-пы. 2 ил. ел с

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l)5 В 25 J 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4890540/08 (22) 17.1230 (46) 15.05.93. Бюл. 1Ф 18 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) В.И,Бойков, С,В.Быстров, А.B,Ñìèðíîâ и М.С.Чежин (56) ОсЫпоК е.а. Deformable mirror using the

PMNelectrostrlctor. — Appl, Opt., 1981, ч. 20, N 17, р. 3077 (54) СПОСОБ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОДВИЖНОГО ЗВЕНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: точное машиностроение, в конструкциях микроманипуляторов, Сущность изобретения: устройство содержит соединенный с подвижным звеном двухслойный электромеханический элемент

1, суммирующий усилитель 3, вычитающий

„„5U „„1815206А1 усилитель 4, источник 5 управляющего напряжения и источник 6 опорного напряжения. Слои электромеханического элемента выполнены из электрострикционного материала. Один из слоев подключен к выходу суммирующего усилителя 3, а другой — к выходу вычитающего усилителя 4. Причем к одному из входов каждого усилителя подключен источник 5 управляющего напряжения, а к другому — источник 6 опорного напряжения. Управляющее напряжение от источника 5 на одном из слоев суммируется с опорным при помощи суммирующего усилителя 3, а на другом вычитается из него при помощи вычитающего усилителя 4. При этом напряжение на одном слое увеличивается и деформация его возрастает, а на другом напряжение сниЖается и деформация его уменьшается. Элемент 1 изгибается и пере- . а мещает подвижное звено 2. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

1815206

25

35

45

Изобретение относится к точному приборо- и машиностроению. может применяться в робототехнике для изготовления микроманипуляторов.

Целью изобретения является расширение диапазона перемещений, повышение линейности характеристики и улучшение температуркой стабильности, На фиг. 1 показана схема устройства для перемещения подвижного звена; реали- .10 зующего заявляемый способ перемещения; на фиг. 2 — характеристика электрострикционного элемента, поясняющая принцип работы устройства, Устройство для перемещения подвижного звена содержит электромеханический элемент 1 изгибного типа, состоящий из двух соединенных между собой по всей поверхности слоев электрострикционного материала, например керамики (Исупов В.А

Электрострикционная керамика: — В сб.

Применение пьезоактивных материалов в промышленности. — Л.: ЛДНТП, 1985, с. 33).

Электромеханический элемент 1 соединен с подвижным звеном 2. Один из слоев элемента 1 соединен с выходом суммирующего усилителя 3, а другой — с выходом вычитающего усилителя 4. К одному из входов каждого усилителя подключен источник 5 управляющего напряжения, а к другому— источник 6 опорного напряжения.

Типичная зависимость деформации электрострикционного элемента Лот управляющего напряжения Uy показана на фиг. 2 под номером 7. Здесь же под номером 8 показана для сравнения типичная характеристика пьезоэлектрического элемента.

Устройство для перемещения подвижного звена работает следующим образом.

На оба слоя электромеханического элемента 1 подают одинаковые по величине (в случае равенства толщины слоев) опорные напряжения Uo от источника 6 через усилители 3 и 4. Максимальный диапазон перемещений обеспечивается при выборе Uo равным половине от максимальной величины Оу. При этом оба слоя деформируются по радиусу на одинаковую величину и изгиба электромеханического элемента 1 не происходит. Управляющее напряжение от источ- 50 ника 5 на одном из слоев суммируется с опорным при помощи суммирующего усилителя 3, а на другом вычитается из него с помощью вычитающего усилителя 4. В результате напряжение на одном слое увеличивается и деформация его возрастает, а на другом — снижается и деформация его уменьшается. Двуслойный электромеханический элемент 1 изгибается и перемещает подвижное звено 2, При смене полярности управляющего напряжения элемент 1 изгибается в. противоположную сторону. Управляющее напряжение меняется в диапазоне

Л0 (фиг, 2), чем обеспечивается высокая линейность работы устройства.

Суммирующий и вычитающий усилители 3 и 4, а также источники 5.и 6 напряжения могут быть изготовлены по любым известным в электронике схемам.

Таким образом, заявляемое техническое решейие позволяет обеспечить двунаправленную деформацию электрострикционного двуслойного элемента с высокой линейностью и,значительно уменьшить гистерезис по сравнению с двуслойн ыми пьезоэлектрическими элементами.

Формула изобретения

1, Способ перемещения подвижного звена путем подачи управляющего электрического.напряжения на выполненный из электрострикционного материала слой двуслойного гибкого электромеханическото элемента, соединенного с подвижным звеном, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона перемещений, повышения линейности характеристики и температурной стабильности, на другой слой электромеханического элемента подают управляющее электрическое напряжение и на.оба слоя электромеханического элемента одновременно с управляющими подают опорные электрические напряжения, обеспечивающие одинаковое изменение ради альных размеров слоев.

2. YGTpoAGTBQ для перемещения подвижного звена, содержащее соединенный с подвижным звеном двуслойный электромеханический элемент, один из слоев которого выполнен из электрострикционного материала, и источник управляющего напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона перемещений, повышения линейности характеристики и температурной стабильности, второй слой электромеханического элемента также выполнен из электрострикционного материала, при этом один из слоев подключен к выходу суммирующего усилителя, а другой — к выходу вычитающего усилителя, причем к одному из входов каждого усилителя подключен источник управляющего напряжения, а к другому — источник опорного напряжения.

1815206 иа

Составитель В.Бойков

Техред М. Моргентал

Корректор; М. Петрова

Редактор Г. Бельская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1615 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5