Электрические машины вообще с использованием пьезоэлектрического эффекта, электрострикции или магнитострикции: .производящие линейное движение, например силовые приводы, линейные позиционеры – H02N 2/02

Изобретение относится к области электромеханики и может быть использовано в системах точного позиционирования, для линейного перемещения различных объектов и устройств в нанотехнологическом оборудовании и прецизионном приборостроении. Техническим результатом является увеличение опорной базы устройства перемещения при уменьшении его габаритных размеров, увеличение рабочей частоты, компенсация паразитных тепловых уходов, вызванных нагреванием встроенных в устройство пьезоэлементов. Сущность изобретения: в пьезоустройстве пошагового перемещения, включающем группу из не менее двух пьезоэлементов, каждый из которых одним своим концом прикреплен к перемещаемой по основанию каретке, а другим - к прижатой к основанию опоре, все пьезоэлементы разделены на две подгруппы так, что концы с прикрепленными опорами у первой подгруппы пьезоэлементов и концы с прикрепленными опорами у второй подгруппы пьезоэлементов направлены в противоположные друг от друга стороны, причем пилообразное напряжение, подаваемое на пьезоэлементы первой подгруппы, противофазно напряжению, подаваемому на пьезоэлементы второй подгруппы. Кроме того, каретка прикреплена к опорам посредством упругих элементов. Кроме того, упругие элементы, соединяющие опоры с кареткой, выполнены в виде плоских пружин или упругих шарниров. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к точному приборостроению, к приводам микроманипуляторов, и может быть использовано для значительного перемещения объектов с высокоточным позиционированием и с приложением значительных усилий. Технический результат состоит в повышении точности позиционирования. Устройство для точного позиционирования содержит два сообщающихся сосуда различного сечения, заполненные жидкостью и герметически закрытые подвижными поршнями, и привод, создающий усилие на одном из поршней. По крайней мере один из сосудов снабжен по крайней мере одним средством изменения его подпоршневого объема, выполненным в виде перемещаемого внутрь его сильфона или в виде размещенной в его стенке или поршне мембраны малого диаметра. Приводы, создающие усилие на одном из поршней, и для перемещения мембран и сильфонов выполнены в виде магнитостриктора или пьезоэлемента. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам механического перемещения объектов вдоль одной координаты и может быть использовано, например, в сканирующем зондовом микроскопе (СЗМ) для сближения зонда и образца либо для перемещения образцов в установках электронного, ионного, зондового или иного воздействия. Инерционный шаговый двигатель включает основание с первым пьезомодулем, соединенным с держателем пьезомодуля, толкатель, направляющую, подвижную каретку и блок управления. Прижим установлен на основании. Держатель пьезомодуля имеет П-образную форму и закреплен на прижиме. Подвижная каретка установлена на направляющих на основании. Толкатель сопряжен с подвижной кареткой, закреплен на держателе пьезомодуля и может быть выполнен из твердого сплава, иметь форму пластины, либо цилиндра, либо шара. Держатель пьезомодуля может быть закреплен на прижиме с возможностью вращения относительно него. Прижим может содержать плоскую пружину и быть сопряженным с регулируемым упором. Первый пьезомодуль может иметь первую накладку, сопряженную с первым плечом П-образного держателя, либо вторую накладку, сопряженную со вторым плечом П-образного держателя. Подвижная каретка может быть снабжена поликором или керамической пластиной, сопряженной с толкателем. Может быть введен второй пьезомодуль между первым пьезомодулем и держателем пьезомодуля. Технический результат состоит в повышении стабильности работы и надежности устройства. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах точного позиционирования, для линейного и вращательно перемещения различных объектов и устройств в нанотехнологическом оборудовании и прецизионном приборостроении. Технический результат состоит в упрощении конструкции и уменьшении габаритных размеров, повышении их рабочих частот, снижении уровня шума. В способе реализации пошагового перемещения относительно друг друга основания и пьезоустройства, включающего пьезоэлемент с опорами на его концах, основанном на создании сил прижима опор к основанию и подаче на пьезоэлемент напряжения, согласно изобретению, между противоположными опорами и основанием создают отличные друг от друга силы трения. Для прижима опор к основанию используют не изменяющиеся во время процесса перемещения силы прижима. Напряжение на пьезоэлемент подают асимметричное. Различие сил трения между противоположными опорами и основанием создают использованием для контактирующих поверхностей материалов с различными фрикционными свойствами и/или прижатием противоположных опор разными по величине силами прижима. В качестве сил прижима используют вес элементов конструкции, расположенной на опорах и/или вес самих опор. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области пьезотехники и может быть использовано в линейных пьезоэлектрических двигателях. Сущность: линейный пьезоэлектрический двигатель содержит ползун с направляющими, пьезоприводную систему, источник питания. Пьезоприводная система состоит из замкнутой рамки с упругим элементом в виде двух плоских пружин на ее боковых гранях. В рамку вставлен и зажат в ней пьезоэлемент продольного удлинения. На концах рамки выполнены связанные с ней упругими шарнирами рычажные мультипликаторы линейных перемещений. Одно плечо каждого мультипликатора связано с пьезоэлементом поперечных перемещений, а второе плечо вставлено в направляющие ползуна с натягом, равным или меньше величины их перемещения под воздействием пьезоэлементов поперечных перемещений. Технический результат: повышение надежности работы устройства, упрощение конструкции и сборки. 1 ил.

Изобретение относится к двигателям прецизионного перемещения. Технический результат: увеличение тягового усилия и повышение надежности двигателя. Сущность: пьезодвигатель включает подвижную рабочую часть и группу передвигающих продольно деформирующихся параллельных пьезопреобразователей с идентичными размерами. Пьезопреобразователи консольно закреплены на подвижной рабочей части, а их свободные концы жестко связаны с направляющими элементами, взаимодействующими с фрикционным держателем. Фрикционный держатель выполнен с возможностью продвижения направляющих элементов при восстановлении пьезопреобразователей до исходных размеров. Количество пьезопреобразователей с направляющими элементами в группе выбирают из условия возможности выделения в ней подгруппы, включающей менее половины их общего количества, например три и более. 1 ил.

Изобретение относится к системам активной виброизоляции (подвескам и опорам), применяемым в мобильных машинах, инженерных сооружениях и космической технике. Линейный привод содержит установленные внутри корпуса активные секции, выполненные в виде пьезоэлементов и связанные со штоком привода. Корпус выполнен в виде связанных жестко между собой коаксиально расположенных глухих цилиндров, из которых внутренний выполнен с буртиком на наружном конце, а наружный закрыт крышкой с центральным отверстием, через которое выведен наружу конец штока с возможностью осевого перемещения. Внутренний конец штока снабжен концевым и промежуточным буртами, наружные поверхности которых сопряжены соответственно с поверхностями внутреннего и наружного цилиндров. Между внутренней торцевой поверхностью концевого бурта и буртиком внутреннего цилиндра установлены активные секции в виде кольцевых пьезоэлементов. Изобретение обеспечивает уменьшение габаритных размеров линейного привода в осевом направлении, увеличение амплитуды его перемещений при сохранении осевого габаритного размера. 3 ил.

Изобретение относится к пьезоэлектрическим устройствам преобразования электрического напряжения в механическое перемещение и может быть использовано в сканирующей зондовой микроскопии. Сущность: позиционер состоит из держателя объекта и корпуса. На корпусе закреплены три привода, содержащие по меньшей мере один биморфный элемент, соединенный посредством первого гибкого толкателя с подвижным элементом. В качестве биморфных элементов используют пакеты, каждый из которых содержит пьезоэлектрический диск, соединенный по плоскости с металлической мембраной. Держатель объекта установлен на подвижном элементе. Держатель объекта может быть установлен на подвижном элементе посредством рычага. Толкатели имеют различную жесткость. Пьезоэлектрические диски и металлические мембраны имеют отверстия в зоне соединения их с гибкими толкателями. Технический результат: увеличение диапазона сканирования и повышение надежности. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электрических двигателей и может быть использовано в качестве исполнительного механизма в прецизионных устройствах механической обработки материалов. Прецизионный пьезоэлектрический шаговый механизм перемещения состоит из подвижной части и основного корпуса с расположенными в нем в продольной плоскости двумя фиксирующими блоками и сдвигающим пакетом пьезоэлементов между ними. Фиксирующие блоки, состоящие из фрикционных элементов и раздвигающего пакета пьезоэлементов между ними, установлены в дополнительном корпусе; один из фиксирующих блоков выполнен подвижным в основном корпусе. Между основным корпусом и подвижным фиксирующим блоком расположена пружина. Фрикционные элементы выполнены в виде рычагов, установленных на закрепленной в держателях оси с возможностью одновременного вращения навстречу друг другу, а торцовые поверхности основного и дополнительного корпусов установлены в боковых поверхностях основного и дополнительного корпусов с возможностью регулирования сжатия их внутренних узлов. Технический результат от использования изобретения заключается в упрощении технологии изготовления и повышении надежности работы. 6 ил.

Изобретение относится к области научного приборостроения и предназначено для использования в сканирующих зондовых микроскопах и нанотехнологических установках для перемещения. Сущность: устройство содержит пьезоэлектрическую трубку со сплошными внешним и внутренним электродами, закрепленную одним концом на основании и снабженную на другом конце державкой с цанговой пружиной. В пружине установлен подвижный держатель перемещаемого объекта. Для компенсации негативного действия силы трения в устройство введен дополнительный пьезоэлемент, размещенный внутри держателя. По крайней мере один конец этого пьезоэлемента жестко соединен с держателем. Технический результат: снижение уровня электромагнитных помех и выделений тепловой энергии. 1 ил.

Изобретение относится к области электромеханики и может быть использовано для привода различных устройств в прецизионном приборостроении, при медико-биологических исследованиях и в системах нано-технологии. Технический результат: расширение диапазона перемещений, повышение точности. Сущность: пьезопривод содержит Т-образное рабочее перемещаемое звено, линейные пьезоэлектрические элементы, Т-образную опору. Перемещаемое звено и опора расположены таким образом, что их горизонтальные элементы обращены навстречу друг другу. Стержневая конструкция выполнена в виде двух равнобедренных трапеций, которые соединены между собой в центрах малых оснований трапеций через пьезоэлектрический элемент. Боковые стороны трапеций установлены с возможностью перемещения в кольцевых держателях, жестко закрепленных на концах горизонтальных элементов Т-образной опоры и Т-образного рабочего перемещаемого звена. На перемещаемом рабочем звене установлен второй пьезоэлектрический элемент. 2 ил.

Изобретение относится к области прецизионных позиционирующих устройств, обеспечивающих значительный непрерывный диапазон перемещения объекта (˜10 мм) с чрезвычайно высоким (˜0,1 нм) разрешением. Позиционирующее устройство включает: магнитострикционный поликристалл из материала, обладающего эффектом гигантской магнитострикции, заключенный между упорной плитой и поршнем, воздействующим на жидкость, заполняющую сообщающиеся сосуды различного диаметра. Перемещение поршня в сосуде большего сечения осуществляется вследствие усилия, возникающего при изменении длины магнитостриктора, обусловленного изменением магнитного поля в объеме магнитостриктора, которое создается источником магнитного поля. Величины перемещений поршней в сосудах большого и меньшего диаметров обратно пропорциональны квадрату отношения их диаметров, что и позволяет обеспечить непрерывное перемещение поршня в сосуде меньшего диаметра на значительное расстояние с весьма высоким линейным разрешением, определяемым удлинением магнитостриктора при изменении напряженности магнитного поля в его объеме. Задавая скорость нарастания этого поля, обеспечивают отсутствие неравномерности в начале движения и плавность перемещения малого поршня на всей базе перемещения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области пьезотехники и может быть использовано для привода различных устройств в прецизионном приборостроении, при медико-биологических исследованиях и в системах нанотехнологий. Технический результат: повышение надежности. Сущность изобретения: монолитный пьезоэлектрический исполнительный элемент содержит чередующиеся друг с другом и спеченные между собой пьезоэлектрические слои из PZT-керамики и электродные слои. Крайние слои являются электродными. Слои образованы по меньшей мере двумя ленточными скрученными по спирали пьезоэлектрическими пленками из PZT-керамики, на которые нанесен электродный материал. Общее количество слоев кратно четырем. 4 ил.

Изобретение относится к области научного приборостроения и может быть использовано в сканирующих зондовых микроскопах и нанотехнологических установках для микроперемещений объекта. Устройство микроперемещений содержит основание, пьезотрубку с электродами, один конец которой закреплен на основании, а другой снабжен первой опорой. Вторая опора соединена с основанием и расположена внутри пьезотрубки под перемещаемым объектом. Перемещаемый объект располагается либо на одной из двух опор, либо на обеих опорах сразу. Технический результат - расширение функциональных возможностей и повышение точности позиционирования. 4 ил.

Использование: в сканирующих зондовых микроскопах и нанотехнологических установках. Сущность: устройство содержит основание, в котором закреплена пьезотрубка с электродами. На другом конце трубки установлена опора, к которой пружиной прижат столик с размещенным на нем перемещаемым объектом. Внутри столика вмонтирован первый магнит. Второй магнит, соединенный с основанием посредством держателя, расположен внутри пьезотрубки параллельно первому магниту и обращен к нему противоположным полюсом. В зазоре между магнитами расположена печатная плата, которая соединена с первым магнитом. Плата на каждой стороне имеет группу параллельных дорожек. Дорожки в разных группах взаимно перпендикулярны, а их концы в каждой группе объединены и подключены к устройству управления. Технический результат: возможность электродинамического воздействия на столик и повышение точности позиционирования объекта. 2 ил.