П’єзоелектричний двигун

Реферат: UA 89934 U UA 89934 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до верстатобудування і може бути використана при конструюванні верстатів для крокового переміщення рухомих елементів їх формоутворюючих систем з встановленою величиною кроку мікропереміщення. Відомий найбільш близький за технічною суттю до технічного рішення, що заявляється, п'єзоелектричний двигун (патент України №36957 А від 16.04.2001р., бюл. 3), який містить переміщуючий штовхач, утримуючий штовхач, напрямну, пристрої фіксації нульового зазору і пристрій управління переміщенням. Цикл роботи цього п'єзоелектричного двигуна, за який виконується одно мікропереміщення (один крок мікропереміщення) встановленої величини включає наступну послідовність операцій: прикріплення переміщуючого штовхача і фіксацію нульового зазору - переміщення рухомого вузла - прикріплення утримуючого штовхача - відкріплення переміщуючого штовхача і відновлення нульового зазору - підтягнення переміщуючого штовхача до утримуючого на величину кроку мікропереміщення-прикріплення-прикріплення переміщуючого штовхача і фіксацію нульового зазору - відкріплення утримуючого штовхача. Багаторазове перемикання переміщуючих і утримуючих штовхачів в циклі переміщення рухомого вузла визначає низьку швидкість п'єзоелектричного двигуна, а збільшення кроку мікропереміщення його швидкості призводить до зниження точності позиціонування на кроці мікропереміщення. Задача, що вирішується, полягає у такому удосконаленні п'єзоелектричного двигуна, яке без втрати точності позиціонування забезпечує підвищення швидкості п'єзоелектричного двигуна за рахунок того, що в одному циклі його роботи виконується n кроків мікропереміщень, а, отже, в n разів зменшується число перемикань штовхачів на крок мікропереміщення. Підвищення швидкості п'єзоелектричного двигуна в свою чергу дозволяє зменшувати крок мікропереміщення, що підвищує точність позиціонування рухомого вузла. Рішення цієї задачі досягається тим, що п'єзоелектричний двигун, що містить переміщуючий штовхач, утримуючий штовхач, напрямну, пристрої фіксації нульового зазору, пристрій управління переміщенням, який складається з задавального мультивібратора, вимикача задавального мультивібратора, першого диференціюючого ланцюжка, першого діодного обмежувача, підсилювача потужності електромагніта переміщуючого штовхача, підсилювача потужності електромагніта утримуючого штовхача, комутатора електромагнітів штовхачів, підсилювача потужності електромагнітів фіксації нульового зазору, другого диференціюючого ланцюжка, другого діодного обмежувача, першого очікуючого мультивібратора, третього диференціюючого ланцюжка, третього діодного обмежувача, першого генератора пилкоподібної напруги, першої схеми заморожування пилки, першого підсилювача напруги пилки, перемикача датчиків величин зазорів, вимірювача кроку мікропереміщення, аналого-цифрового перетворювача, згідно з винаходом, п'єзоелемент переміщуючого штовхача і п'єзоелемент утримуючого штовхача складаються з першої секції п'єзоелемента, другої секції п'єзоелемента і третьої секції п'єзоелемента кожний, а пристрій управління переміщенням додатково містить тригер фіксації нульового зазору, перший ключ, лічильник числа переміщень, дешифратор номера секції п'єзоелементів, перший тригер зупину, другий тригер зупину, третій тригер зупину, комутатор перших секцій п'єзоелементів, пристрій порівняння, перший інвертор, четвертий диференціюючий ланцюжок, перший ключ тригера зупину, другий ключ тригера зупину, третій ключ тригера зупину, перший очікуючий блокінг - генератор, другий очікуючий мультивібратор, п'ятий диференціюючий ланцюжок, четвертий діод ний обмежувач, другий інвертор, третій очікуючий мультивібратор, шостий диференціюючий ланцюжок, п'ятий діодний обмежувач, другий ключ, другий генератор пилкоподібної напруги, другу схему заморожування пилки, другий підсилювач напруги пилки, комутатор других секцій п'єзоелементів, третій ключ, третій генератор пилкоподібної напруги, третю схему заморожування пилки, третій підсилювач напруги пилки, комутатор третіх секцій п'єзоелементів, сьомий диференціюючий ланцюжок, тригер утримуючого штовхача, четвертий очікуючий мультивібратор, восьмий диференціюючий ланцюжок, шостий діод ний обмежувач, третій інвертор, п'ятий очікуючий мультивібратор, дев'ятий диференціюючий ланцюжок, сьомий діодний обмежувач, четвертий інвертор, шостий очікуючий мультивібратор, десятий диференціюючий ланцюжок, восьмий діодний обмежувач, п'ятий інвертор, другий очікуючий блокінг-генератор причому, вихід задавального генератора через вимикач задавального мультивібратора з'єднаний з входом першого диференціюючого ланцюжка, а його вихід з'єднаний з входом першого діодного обмежувача, вихід першого діодного обмежувача з'єднаний з другим входом тригера переміщуючого штовхача, з першим входом лічильника числа переміщень, з першим входом першого тригера зупину, з першим входом другого тригера зупину, з першим входом третього тригера зупину, з другим входом тригера фіксації нульового зазору, з входом шостого очікуючого мультивібратора, вихід тригера 1 UA 89934 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 переміщуючого штовхача з'єднаний з входом підсилювача потужності електромагніта переміщуючого штовхача, з входом другого диференціюючого ланцюжка, вихід шостого очікуючого мультивібратора з'єднаний з входом десятого диференціюючого ланцюжка, а його вихід з'єднаний з входом восьмого діодного обмежувача, вихід восьмого діодного обмежувача з'єднаний з входом п'ятого інвертора, а його вихід з'єднаний з першим входом тригера утримуючого штовхача, вихід тригера утримуючого штовхача з'єднаний з входом підсилювача потужності електромагніта утримуючого штовхача, а його виходи через комутатор електромагнітів штовхачів з'єднані з електромагнітами прикріплення штовхачів, виходи підсилювача потужності електромагніта переміщуючого штовхача через комутатор електромагнітів штовхачів з'єднані з електромагнітами прикріплення штовхачів, вихід тригера фіксації нульового зазору з'єднаний з входом підсилювача потужності електромагнітів фіксації нульового зазору, а його виходи через комутатор електромагнітів нульового зазору з'єднані з електромагнітами фіксації нульового зазору, вихід другого диференціюючого ланцюжка з'єднаний з входом другого діодного обмежувача, а його вихід з'єднаний з входом першого очікуючого мультивібратора, вихід першого очікуючого мультивібратора з'єднаний з входом третього диференціюючого ланцюжка, вихід третього диференціюючого ланцюжка з'єднаний з входом третього діодного обмежувача, а його вихід з'єднаний з першим входом першого ключа, вихід першого ключа з'єднаний з першим входом першого генератора пилкоподібної напруги, а його вихід з'єднаний з першим входом першої схеми заморожування пилки, вихід першої схеми заморожування пилки з'єднаний з входом першого підсилювача напруги пилки, а його вихід з'єднаний з входами комутатора перших секцій п'єзоелементів, виходи комутатора перших секцій п'єзоелементів з'єднані з першими секціями п'єзоелементів, датчики величини зазору через перемикач з'єднані з вимірювачем величини зазору, а його вихід з'єднаний з входом пристрою порівняння і з першим входом аналога цифрового перетворювача, вихід пристрою порівняння з'єднаний з входом першого інвертора, а його вихід з'єднаний з входом четвертого диференціюючого ланцюжка вихід четвертого диференціюючого ланцюжка з'єднаний з другим входом аналого-цифрового перетворювача, з другим входом лічильника числа переміщень, з входом першого блокінг-генератора, з входом другого очікуючого мультивібратора, з входом третього очікучого мультивібратора, з входом другого очікуючого блокінг-генератора, вихід першого очікуючого блокінг-генератора з'єднаний з першим входом тригера фіксації нульового зазору, вихід другого очікуючого мультивібратора з'єднаний з входом п'ятого диференціюючого ланцюжка, а його вихід з'єднаний з входом четвертого діодного обмежувача, вихід четвертого діодного обмежувача з'єднаний з входом другого інвертора, вихід другого діодного обмежувача з'єднаний з другим входом тригера фіксації нульового зазору, вихід третього очікуючого мультивібратора з'єднаний з входом шостого диференціюючого ланцюжка, а його вихід з'єднаний з входом п'ятого діодного обмежувача, вихід п'ятого діодного обмежувача з'єднаний з першим входом другого ключа і з першим входом третього ключа, вихід другого ключа з'єднаний з першим входом другого генератора пилкоподібної напруги, а його вихід з'єднаний з першим входом другої схеми заморожування пилки, вихід другої схеми заморожування пилки з'єднаний з входом другого підсилювача напруги пилки, а його вихід з'єднаний з входами комутатора других секцій п'єзоелементів, виходи комутатора других секцій п'єзоелементів з'єднані з другими секціями п'єзоелементів, вихід третього ключа з'єднаний з першим входом третього генератора пилкоподібної напруги, а його вихід з'єднаний з першим входом третьої схеми заморожування пилки, вихід третьої схеми заморожування пилки з'єднаний з входом третього підсилювача напруги пилки, вихід третього підсилювача напруги пилки з'єднаний з входами комутатора третіх секцій п'єзоелементів, а його виходи з'єднані з третіми секціями п'єзоелементів, вихід другого очікуючого блокінг-генератора з'єднаний з першим входом першого ключа тригера зупину, а вихід першого ключа тригера зупину з'єднаний з другим входом першого тригера зупину, з першим входом другого ключа тригера зупину, а вихід другого ключа тригера зупину з'єднаний з другим входом другого тригера зупину, з першим входом третього ключа тригера зупину, а вихід третього ключа тригера зупину з'єднаний з другим входом третього тригера зупину, вихід лічильника числа переміщень з'єднаний з входом дешифратора номера секції п'єзоелементів, перший вихід дешифратора номера секцій п'єзоелементів з'єднаний з другим входом першого ключа, другий вихід дешифратора номера секцій п'єзоелементів з'єднаний з другим входом першого ключа тригера зупину і з другим входом другого ключа, третій вихід дешифратора номера секцій п'єзоелементів з'єднаний з другим входом другого ключа тригера зупину і з другим входом третього ключа, четвертий вихід дешифратора номера секцій п'єзоелементів з'єднаний з другим входом третього ключа тригера зупину, з входом сьомого диференціюючого ланцюжка, з входом четвертого диференціюючого ланцюжка, вихід першого тригера зупину з'єднаний з другим входом першого генератора 2 UA 89934 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 пилкоподібної напруги і з другим входом першої схеми заморожування пилки, вихід другого тригера зупину з'єднаний з другим входом другого генератора пилкоподібної напруги і з другим входом другої схеми заморожування пилки, вихід третього тригера зупину з'єднаний з другим входом третього генератора пилкоподібної напруги і з другим входом третьої схеми заморожування пилки, вихід сьомого диференціюючого ланцюжка з'єднаний з другим входом тригера утримуючого штовхача, вихід четвертого очікуючого мультивібратора з'єднаний з входом восьмого диференціюючого ланцюжка, а його вихід з'єднаний з входом шостого діодного обмежувача, вихід шостого діодного обмежувача з'єднаний з входом третього інвертора, а його вихід з'єднаний з першим входом тригера переміщуючого штовхача і з входом п'ятого очікуючого мультивібратора, вихід п'ятого очікуючого мультивібратора з'єднаний з входом дев'ятого диференціюючого ланцюжка, а його вихід з'єднаний з входом сьомого діодного обмежувача, вихід сьомого діодного обмежувача з'єднаний з першим входом лічильника числа переміщень, з першим входом першого тригера зупину, з першим входом другого тригера зупину, з першим входом третього тригера зупину. Рішення цієї задачі досягається також тим, що п'єзоелементи штовхачів складаються з n >3 секцій п'єзоелементів переміщуючого і утримуючого штовхачів. Причинно-наслідковий зв'язок сукупності істотних ознак технічного рішення, що заявляється, з досягуваним технічним результатом полягає у наступному. Швидкість п'єзоелектричного двигуна (швидкість переміщення рухомого вузла лінійної напрямної у даному випадку) визначається величиною кроку мікропереміщення в одному циклі переміщення і тривалістю цього циклу переміщення. Величина кроку мікропереміщення обмежується, в першу чергу, погрішністю позаціонування рухомого вузла на одному кроці мікропереміщення, яка визначається точністю вимірювання цього кроку мікропереміщення. Крок мікропереміщення lкр. = 5 мкм може бути виміряно з середньоквадратичною погрішністю σ = 0.005 мкм (Гриневич Б.Ф. "Измерительные компенсационно - мостовые устройства с емкостными датчиками" Наукова Думка, Киев, 1987г.), крок мікропереміщення lкр. = 10 мкм з середньоквадратичною погрішністю =0.01мкм, lкр. = 15мкм з середньоквадратичною погрішністю =0.015 мкм. Нехай допустима середньоквадратична погрішність позиціонування рухомого вузла на кроці мікропереміщення не може перевищувати 0.015 мкм, тобто величина кроку мікропереміщення не повинна перевищувати 15 мкм. Величині цього кроку мікропереміщення відповідає визначена швидкість п'єзоелектричного двигуна, так як інші складові циклу переміщення зберігаються незмінними. Нехай п'єзоелементи п'єзоелектричного двигуна складаються з трьох секцій кожний (Фіг. 2), кожна з яких послідовно, без перемикання штовхачів, в одному циклі переміщення переміщує рухомий вузол на 15 мкм. За один цикл роботи п'єзоелектричного двигуна рухомий вузол буде переміщений на 45 мкм. Швидкість п'єзоелектричного двигуна за рахунок того, що число перемикань штовхачів в циклі переміщення зменшилось в три рази, збільшилась практично в три рази (без втрати точності позиціонування рухомого вузла). Можливість зменшення в n разів (в три рази у даному прикладі) кроку мікропереміщення без втрати швидкості п'єзоелектричного двигуна забезпечує значне підвищення точності позиціонування рухомого вузла. Нехай рухомий вузол переміщується п'єзоелектричним двигуном, п'єзоелемент якого складається з однієї секції, з кроком мікропереміщення lкр. = 15 мкм, тобто з середньоквадратичною погрішністю =0.015 мкм. Перемістимо рухомий вузол п'єзоелектричним двигуном з трисекційним п'єзоелементом на 15 мкм в одному циклі переміщення, тобто рухомий вузол послідовно кожною секцією п'єзоелемента переміщується на 5 мкм з погрішністю позиціонування n=0.005 мкм ( n  13 ). Середньоквадратична погрішність , переміщення рухомого вузла на 15 мкм визначається співвідношенням: 2 2   1  2  3  0.009 мкм, 2 що в 1.74 разу вище точності позиціонування рухомого вузла на кроці мікропереміщення односекційним п'єзоелектричним двигуном (без втрати швидкості). Винахід пояснюється кресленнями. Фіг. 1 - п'єзоелектричний двигун (кінематична схема). Фіг. 2 - штовхач п'єзоелектричного двигуна (вигляд зверху). Фіг. 3 - штовхач п'єзоелектричного двигуна (переріз по В - В Фіг. 2). Фіг. 4 - пристрій фіксації нульового зазору (переріз по А - А Фіг. 2). Фіг. 5 - пристрій фіксації нульового зазору (переріз по Б - Б Фіг. 4). Фіг. 6 - функціональна схема пристрою управління переміщенням. Фіг. 7 - часова діаграма роботи пристрою управління переміщенням. 3 UA 89934 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 П'єзоелектричний двигун (Фіг. 1) включає перемішуючий штовхач 1, утримуючий штовхач 2, а також пристрій управління переміщенням 3. Обидва штовхачі 1 і 2 мають однакову конструкцію. Кожний штовхач включає п'яту 4, на яку спирається кульова опора 5. Постійне прилягання кульової опори 5 до п'яти 4 забезпечується сухарем 6, пружиною 6 і гайкою 8. Для запобігання зміщенню п'яти 4 у напрямку, перпендикулярному напрямку переміщення рухомого вузла, до основи п'яти 4 прикріплений обмежувач 9 поперечного зміщення п'яти 4, котрий переміщується в пазу 10, виконаному в напрямній 11. Для прикріплення штовхачів 1 і 2 до напрямної 11 на час переміщення рухомого вузла на кульовій опорі 5 встановлений електромагніт 12 прикріплення штовхача. П'ята 4, кульова опора 5, та електромагніт 12 прикріплення штовхача встановлені у корпусі 13 штовхача причому, кульова опора 5 укручена у корпус штовхача. На корпусі 13 штовхача за допомогою вставки 14 з керамічного матеріалу з малою магнітною проникністю встановлена опора 15 трисекційного п'єзоелемента 16. Вставка призначена для концентрації магнітного потоку в зазорі між корпусом 13 штовхача і напрямною 11. 17 - перша секція п'єзоелемента 16, 18 - друга секція п'єзоелемента 16, 19 - третя секція п'єзоелемента 16. П'єзоелемент 16 до опори 15 п'єзоелемента прикріплений за допомогою чашки 21, стягуючих болтів 22 і пружин 23. Наявність пружин 23 забезпечує: подовження п'єзоелементів 16 при надходженні на них сигналів переміщення; ущільнення з'єднувальних швів між п'єзокерамічними дисками секцій п'єзоелементів. У чашку 21 укручена кульова опора 24, яка за допомогою сухаря 6, пружин 7 і гайки 8 забезпечує прикріплення штовхачів 1 і 2 до рухомого вузла. Наявність кульових опор 5 і 24 забезпечує прикріплення штовхачів 1 і 2 до напрямної 11 без навантаження рухомого вузла. До опори 15 п'єзоелемента прикріплений також кронштейн 25, на якому встановлений пристрій 26 фіксації нульового зазору і датчик 27 величини зазору. Пристрій 26 фіксації нульового зазору (Фіг. 4, 5) включає корпус 28 пристрою фіксації нульового зазору, на якому встановлений електромагніт 29 фіксації нульового зазору. Полюси осердя 30 електромагніта фіксації нульового зазору (Фіг. 4) входять у порожнину корпуса 28 пристрою фіксації нульового зазору через керамічні вставки 31. На полюсах осердя 30 електромагнітів фіксації нульового зазору лежить повзун 32. Постійне прилягання повзуна 32 до полюсів осердя 30 електромагніта 29 фіксації нульового зазору забезпечує пружина 33, встановлена між повзуном 32 і внутрішньою поверхнею корпуса 28. Вставка 34 запресована у повзун 32. У вставку 34 укручена кульова опора 35, на якій за допомогою сухаря 6, гайки 8 і пружини 7 встановлена втулка 36 датчика 27 величини зазору між основою датчика 27 і рухомим вузлом. У вставку 34 через вікна 37 корпуса 28 пристрою фіксації нульового зазору укручені стійки 38, до яких прикріплені пружини 39 установки нульового зазору, а другі кінці цих пружин 39 прикріплені до рухомого вузла. Отже, якщо на електромагніт 29 фіксації нульового зазору напруга не подається, під дією сили притягання пружин 39 датчик 27 разом з втулкою 36 на кульовій опорі 35 займе положення, при якому плоскість основи датчика 27 суміститься з плоскістю бокової поверхні рухомого вузла. Пристрій 3 управління переміщенням включає задаючий мультивібратор 40, період проходження імпульсів якого визначає проміжок часу, в течії якого здійснюється переміщення рухомого вузла послідовно трьома секціями 17, 18, 19 п'єзоелемента 16 і повернення п'єзоелектричного двигуна в вихідний (для наступного переміщення стан), тобто визначає один цикл роботи п'єзоелектричного двигуна. Імпульси задавального мультивібратора 40 через вимикач 41 надходять на вхід першого диференціюючого ланцюжка 42, а з його виходу продиференційовані позитивні імпульси надходять на вхід першого діодного обмежувача 43, який пропускає позитивні імпульси та зрізає негативні (Фіг. 7, U(41), U(42)). Позитивні імпульси з виходу першого діодного обмежувача 43 встановлюють в "1" тригер 44 переміщуючого штовхача. Передній фронт імпульсу тригера 44 співпадає з переднім фронтом імпульсів задавального мультивібратора 40 (Фіг. 7, U(44)), а його тривалість до перемикання в "0" забезпечує послідовне переміщення рухомого вузла трьома секціями 17, 18, 19 п'єзоелемента 16, наступне прикріплення утримуючого штовхача (штовхача 2 прямому переміщенні або штовхача 1 при зворотному) до напрямної 11 і відкріплення переміщуючого штовхача. Позитивні імпульси тригера 44 переміщуючого штовхача надходять на підсилювач 45 потужності електромагніта переміщуючого штовхача (Фіг. 7, U(45)), де підсилюються до потужності, достатньої для надійного прикріплення штовхача 1 при прямому переміщенні або 4 UA 89934 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 штовхача 2 при зворотному до напрямної 11 і надходять в комутатор 46 електромагнітів штовхачів. Комутатор 46 електромагнітів штовханів забезпечує підключення виходу підсилювача 45 потужності до електромагніта 12 прикріплення штовхача 1 при прямому переміщенні рухомого вузла або до електромагніта 12 прикріплення штовхача 2 при зворотному переміщенні (Фіг. 7, спр. e. м. 12 штовхача 1). Позитивний імпульс з першого діодного обмежувача 43 також встановлює в "1" тригер 47 фіксації нульового зазору. Позитивний імпульс тригера 47 надходить на підсилювач 48 потужності електромагнітів фіксації нульового зазору, а з нього - в комутатор 49 електромагнітів фіксації нульового зазору (Фіг. 7, U(47), U(48)). Тригер 47 фіксації нульового зазору забезпечує фіксацію положення датчика 27 величини зазору на час переміщення рухомого вузла одною з секцій 17, 18, 19 п'єзоелементів 16. Комутатор 49 електромагнітів фіксації нульового зазору забезпечує підключення до підсилювача 48 потужності електромагнітів 29 фіксації нульового зазору штовхача 1 або штовхача 2 (в залежності від напрямку переміщення рухомого вузла (Фіг. 7, спр. e. м. 29 штовхача 1). Тригер 44 переміщуючого штовхача через другий диференціюючий ланцюжок 50, другий діод ний обмежувач 51 запускає перший очікуючий мультивібратор 52. Імпульс першого очікуючого мультивібратора 52 надходить на вхід третього диференціюючого ланцюжка 53, негативний продиференційований імпульс з виходу якого через третій діодний обмежувач 54 як сигнал запуску пилки надходить на вхід першого ключа 55 (Фіг. 7, U(52), U(53), U(54)). Тривалість імпульсу першого очікуючого мультивібратора 52 забезпечує затримку надходження сигналу запуску пилки на перші секції 17 п'єзоелементів 16. Лічильник 56 числа переміщень дворозрядний. До початку переміщення рухомого вузла в кожному циклі переміщення лічильник 56 встановлюється в "0". Після переміщення рухомого вузла наступною секцією 17, 18, 19 п'єзоелемента 16 його показання збільшується на одиницю. Дешифратор 57 номера секції на два входи і чотири виходи. Високий потенціал на його виходах відповідає показанню лічильника 56 числа переміщень і визначає подальшу роботу пристрою 3 управління переміщенням. Перший тригер 58 зупину, другий тригер 59 зупину, третій тригер 60 зупину забезпечують послідовне заморожування пилкоподібної напруги і зрив його генерації на секції 17, 18, 19 п'єзоелемента 16 після закінчення переміщення рухомого вузла кожною з цих секцій, відповідно. Управління станом цих тригерів виконується сигналами, які надходять з виходів дешифратора 57 номера секції. Генератор 61 пилкоподібної напруги забезпечує переміщення рухомого вузла першою секцією 17 п'єзоелемента 16 штовхача 1 або штовхача 2 (в залежності від напрямку переміщення). Запуск першого генератора пилкоподібної напруги виконується сигналом запуску пилки на перші секції 17 п'єзоелементів 16 (Фіг. 7, U(62)). Перша схема 62 заморожування з пилки служить для фіксації і запам'ятовування поточної пилкоподібної напруги першого генератора 61 в момент часу переміщення рухомого вузла на встановлену величину кроку переміщення. Перший підсилювач 63 напруги пилки служить для підсилення пилкоподібної напруги до величини, необхідної для переміщення рухомого вузла на максимальний розрахунковий крок мікропереміщення однією секцією п'єзоелементів 16. Комутатор 64 перших секцій п'єзоелементів забезпечує підключення першого підсилювача 63 напруги пилки до секції 17 п'єзоелемента 16 переміщуючого штовхача 1 або переміщуючого штовхача 2 при зворотному переміщенні. 65 - перемикач датчиків величин зазорів. Вимірювач 66 кроку мікропереміщення [5] перетворює величину кроку мікропереміщення рухомого вузла в напругу, яка відповідає величині цього мікропереміщення. Пристрій 67 порівняння, за який може використовуватися компаратор, формує негативний імпульс, передній фронт якого відповідає моменту часу порівняння вихідної напруги вимірювача 66 і опорної напруги компаратора, яка відповідає заданій величині мікропереміщення рухомого вузла секціями 17, 18, 19 п'єзоелемента 16. Імпульс з виходу пристрою 67 порівняння інвертується першим інвертором 68 і надходить на вхід четвертого інвертуючого ланцюжка 69 (Фіг.7, U(68), U(69)). Аналого-цифровий перетворювач 70 служить для перетворення вихідної напруги вимірювача 66 в цифровий двійковий код, який може бути використаний зовнішніми функціональними елементами, а також для установки і контролю величини кроку мікропереміщення. 5 UA 89934 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Перший ключ 71 тригера зупину, другий ключ 72 тригера зупину і третій ключ 73 тригера зупину в момент часу закінчення кожного кроку мікропереміщення забезпечують установу становлення в "1" одного з тригерів зупину (в залежності від стану виходів дешифратора 57) для заморожування пилки і скидання генераторів пилкоподібної напруги 62, 84, 89. Перший очікуючий блокінг-генератор 74 в момент часу закінчення мікропереміщення рухомого вузла кожною секцією 17, 18, 19 п'єзоелемента 16 своїм імпульсом встановлює в "0" тригер фіксації нульового зазору, тому знеструмиться електромагніт 29 фіксації нульового зазору. В результаті поновлюється нульовий зазор під основою датчика 27 величини зазору переміщуючого штовхача 1 (переміщуючого штовхача 2) (Фіг. 7, U(74)). Другий очікуючий мультивібратор 75, п'ятий диференціюючий ланцюжок 76, четвертий діодний обмежувач 77, другий інвертор 78 з затримкою на час відпускання електромагніта 29 фіксації нульового зазору відносно моменту часу переміщення рухомого вузла однією з секцій 17, 18, 19 п'єзоелемента 16 встановлюють в "1" тригер 47 фіксації нульового зазору (Фіг. 7, U(75), U(76), U(77), U(78)). В результаті спрацьовує електромагніт 29 фіксації нульового зазору. Буде зафіксований нульовий зазор під датчиком 27 величини зазору переміщуючого штовхача 1 або переміщуючого штовхача 2 при зворотному переміщенню. Третій очікуючий мультивібратор 79, шостий диференціюючий ланцюжок 80, п'ятий діодний обмежувач 81 виробляють імпульси запуску схем формування пилкоподібної напруги на другі секції 18 і другі секції 19 п'єзоелементів 16 (Фіг. 7, U(79), U(80), U(81)) з затримкою відносно моменту часу закінчення останнього мікропереміщення рухомого вузла на час, який потрібен на час відпускання електромагніта 29 фіксації нульового зазору переміщуючого штовхача 1 або 2, поновлення нульового зазору між датчиком 27 переміщуючого штовхача 1 або 2 і рухомим вузлом, і спрацювання електромагніта 29. Другий ключ 82, другий генератор 83 пилкоподібної напруги, друга схема 82 заморожування пилки, другий підсилювач 85напруги пилки, комутатор 86 других секцій п'єзоелементів 16 являють собою схему формування пилкоподібної напруги на другі секції 18 п'єзоелементів 16 (Фіг. 7, U84)). Третій ключ 87, третій генератор 88 пилкоподібної напруги, третя схема 89 заморожування пилки, третій підсилювач 90 напруги пилки, комутатор 91 третіх секцій п'єзоелементів являють собою схему формування пилкоподібної напруги на треті секції 19 п'єзоелементів 16 (Фіг. 7, U(89)). Сьомий диференціюючий ланцюжок 92, тригер 93 утримуючого штовхача, підсилювач 94 потужності електромагніта утримуючого штовхача забезпечують прикріплення утримуючого штовхача 2 (штовхача 1 при зворотному переміщенні) до напрямної 11 після закінчення переміщення рухомого останньою третьою секцією 19 п'єзоелемента 16 (по високому рівню напруги на четвертому виході дешифратора 57) шляхом установлення в "1" тригера 93 утримуючого штовхача (Фіг. 7, U(92), (93), (94)). Четвертий очікуючий мультивібратор 95, восьмий диференціюючий ланцюжок 96, шостий діодний обмежувач 97, третій інвертор 98 забезпечують відкріплення переміщуючого штовхача 1 (штовхача 2 при зворотному переміщенні) з затримкою відносно часу відкріплення утримуючого штовхача 2 (штовхача 1 при зворотному переміщенні) шляхом установлення в "0" тригера 44 переміщуючого штовхача (Фіг. 7, U(98), спр. e. м. штовхача 1). П'ятий очікуючий мультивібратор 99, дев'ятий диференціюючий ланцюжок 100, сьомий діодний обмежувач 101, четвертий інвертор 102 з затримкою відносно часу відкріплення переміщуючого штовхача 1 (штовхача 2 при зворотному переміщенні) виконують скид лічильника 56 числа переміщень і установку "0" першого тригера 58 зупину, другого тригера 59 зупину, третього тригера 60 (Фіг. 7, U(99), U(102)). В результаті ці тригери перемкнуть першу схему 62, другу схему 84, третю схему 89 заморожування пилки. Переміщуючий, наприклад, штовхач 1 буде підтягнутий до утримуючого штовхача 2 на величину переміщення рухомого вузла на величину переміщення рухомого вузла в одному циклі роботи п'єзоелектричного двигуна. Шостий очікуючий мультивібратор 103, десятий диференціюючий ланцюжок 104, восьмий діодний обмежувач 105, п'ятий інвертор 106 в черговому циклі роботи п'єзоелектричного двигуна з затримкою відносно моменту часу прикріплення переміщуючого штовхача 1 (штовхача 2 при зворотному переміщенні) забезпечують відкріплення утримуючого штовхача 2 (штовхача 1 при зворотному переміщенні) шляхом установлення в "0" тригера 93 утримуючого штовхача (Фіг. 7, U(106), спр. e. м. 12 штовхача 2). Очікуючий блокінг-генератор 107 служить для розширення імпульсу четвертого диференціюючого ланцюжка 69. На кресленні також позначена лінійна напрямна 108. 6 UA 89934 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 При цьому вихід задавального генератора 40 через вимикач 41 задавального мультивібратора з'єднаний з входом першого диференціюючого ланцюжка 42, а його вихід з'єднаний з входом першого діодного обмежувача 43, вихід першого діодного обмежувача 43 з'єднаний з другим входом тригера 44 переміщуючого штовхача, з першим входом лічильника 56 числа переміщень, з першим входом першого тригера 58 зупину, з першим входом другого тригера 59 зупину, з першим входом третього тригера 60 зупину, з другим входом тригера 47 фіксації нульового зазору, з входом шостого очікучого мультивібратора 103, вихід тригера 44 переміщуючого штовхача з'єднаний з входом підсилювача 45 потужності електромагніта переміщуючого штовхача, з входом другого диференціюючого ланцюжка 50, вихід шостого очікуючого мультивібратора 103 з'єднаний з входом десятого диференціюючого ланцюжка 104, а його вихід з'єднаний з входом восьмого діодного обмежувача 105, вихід восьмого діодного обмежувача 105 з'єднаний з входом п'ятого інвертора 106, а його вихід з'єднаний з першим входом тригера 93 утримуючого штовхача, вихід тригера утримуючого штовхача 93 з'єднаний з входом підсилювача 94 потужності електромагніта утримуючого штовхача, а його виходи через комутатор 46 електромагнітів штовхачів з'єднані з електромагнітами 12 прикріплення штовхачів, виходи підсилювача 45 потужності електромагніта переміщуючого штовхача через комутатор 46 електромагнітів штовхачів з'єднані з електромагнітами 12 прикріплення штовхачів, вихід тригера 47 фіксації нульового зазору з'єднаний з входом підсилювача 48 потужності електромагнітів фіксації нульового зазору, а його виходи через комутатор 49 електромагнітів фіксації нульового зазору з'єднані з електромагнітами 29 фіксації нульового зазору, вихід другого диференціюючого ланцюжка 50 з'єднаний з входом другого діодного обмежувача 51, а його вихід з'єднаний з входом першого очікуючого мультивібратора 52, вихід першого очікуючого мультивібратора 52 з'єднаний з входом третього диференціюючого ланцюжка 53, вихід третього диференціюючого ланцюжка 53 з'єднаний з входом третього діодного обмежувача 54, а його вихід з'єднаний з першим входом першого ключа 55, вихід першого ключа 55 з'єднаний з першим входом першого генератора 61 пилкоподібної напруги, а його вихід з'єднаний з першим входом першої схеми 62 заморожування пилки, вихід першої схеми 62 заморожування пилки з'єднаний з входом першого підсилювача 63 напруги пилки, а його вихід з'єднаний з входами комутатора 64 перших секцій п'єзоелементів, виходи комутатора 64 перших секцій п'єзоелементів з'єднані з першими секціями 17 п'єзоелементів, датчики 27 величини зазору через перемикач 65 з'єднані з вимірювачем 66 величини зазору, а його вихід з'єднаний з входом пристрою 67 порівняння і з першим входом аналога - цифрового перетворювача 70, вихід пристрою порівняння 67 з'єднаний з входом першого інвертора 68, а його вихід з'єднаний з входом четвертого диференціюючого ланцюжка 69, вихід четвертого диференціюючого ланцюжка 69 з'єднаний з другим входом аналогo-цифрового перетворювача 70, з другим входом лічильника 56 числа переміщень, з входом першого блокінг-генератора 74, з входом другого очікуючого мультивібратора 75, з входом третього очікуючого мультивібратора 79, з входом другого очікуючого блокінг-генератора 107, вихід першого очікуючого блокінг-генератора 74 з'єднаний з першим входом тригера 47 фіксації нульового зазору, вихід другого очікуючого мультивібратора 75 з'єднаний з входом п'ятого диференціюючого ланцюжка 76, а його вихід з'єднаний з входом четвертого діодного обмежувача 77, вихід четвертого діодного обмежувача 77 з'єднаний з входом другого інвертора 78, вихід другого діодного обмежувача 51 з'єднаний з другим входом тригера 47 фіксації нульового зазору, вихід третього очікуючого мультивібратора 79 з'єднаний з входом шостого диференціюючого ланцюжка 80, а його вихід з'єднаний з входом п'ятого діодного обмежувача 81, вихід п'ятого діодного обмежувача 81 з'єднаний з першим входом другого ключа 82 і з першим входом третього ключа 87, вихід другого ключа 82 з'єднаний з першим входом другого генератора 83 пилкоподібної напруги, а його вихід з'єднаний з першим входом другої схеми 84 заморожування пилки, вихід другої схеми 84 заморожування пилки з'єднаний з входом другого підсилювача 85 напруги пилки, а його вихід з'єднаний з входами комутатора 86 других секцій п'єзоелементів, виходи комутатора 86 других секцій п'єзоелементів з'єднані з другими секціями 18 п'єзоелементів, вихід третього ключа 87 з'єднаний з першим входом третього генератора 88 пилкоподібної напруги, а його вихід з'єднаний з першим входом третьої схеми 89 заморожування пилки, вихід третьої схеми 89 заморожування пилки з'єднаний з входом третього підсилювача 90 напруги пилки, вихід третього підсилювача 90 напруги пилки з'єднаний з входами комутатора 91 третіх секцій 19 п'єзоелементів, а його виходи з'єднані з третіми секціями 19 п'єзоелементів, вихід другого очікуючого блокінг-генератора 107 з'єднаний з першим входом першого ключа 71 тригера зупину, а вихід першого ключа 71 тригера зупину з'єднаний з другим входом першого тригера 58 зупину, з першим входом другого ключа 72 тригера зупину, а вихід другого ключа 72 тригера зупину з'єднаний з другим входом другого тригера 59 зупину, з першим входом третього ключа 7 UA 89934 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 73 тригера зупину, а вихід третього ключа тригера 73 зупину з'єднаний з другим входом третього тригера 60 зупину, вихід лічильника 57 числа переміщень з'єднаний з входом дешифратора 57 номера секції п'єзоелементів, перший вихід дешифратора 57 номера секцій п'єзоелементів з'єднаний з другим входом першого ключа 55, другий вихід дешифратора 57 номера секцій п'єзоелементів з'єднаний з другим входом першого ключа 71 тригера зупину і з другим входом другого ключа 82, третій вихід дешифратора 57 номера секцій п'єзоелементів з'єднаний з другим входом другого ключа 72 тригера зупину і з другим входом третього ключа 87, четвертий вихід дешифратора 57 номера секцій п'єзоелементів з'єднаний з другим входом третього ключа 73 тригера зупину, з входом сьомого диференціюючого ланцюжка 92, з входом четвертого диференціюючого ланцюжка 95, вихід першого тригера 58 зупину з'єднаний з другим входом першого генератора 61 пилкоподібної напруги і з другим входом першої схеми 62 заморожування пилки, вихід другого тригера 59 зупину з'єднаний з другим входом другого генератора 83 пилкоподібної напруги і з другим входом другої схеми 84 заморожування пилки, вихід третього тригера 60 зупину з'єднаний з другим входом третього генератора 88 пилкоподібної напруги і з другим входом третьої схеми 89 заморожування пилки, вихід сьомого диференціюючого ланцюжка 92 з'єднаний з другим входом тригера 93 утримуючого штовхача, вихід четвертого очікуючого мультивібратора 95 з'єднаний з входом восьмого диференціюючого ланцюжка 96, а його вихід з'єднаний з входом шостого діодного обмежувача 97, вихід шостого діодного обмежувача 97 з'єднаний з входом третього інвертора 98, а його вихід з'єднаний з першим входом тригера 44 переміщуючого штовхача і з входом п'ятого очікуючого мультивібратора 99, вихід п'ятого очікуючого мультивібратора 99 з'єднаний з входом дев'ятого диференціюючого ланцюжка 100, а його вихід з'єднаний з входом сьомого діодного обмежувача 101, вихід сьомого діодного обмежувача 101 з'єднаний з першим входом лічильника 56 числа переміщень, з першим входом першого тригера 58 зупину, з першим входом другого тригера 59 зупину, з першим входом третього тригера 60 зупину. Робота секційного п'єзоелектричного двигуна розглядається при прямому переміщенні рухомого вузла лінійної напрямної. Для цього комутатором 46 електромагнітів штовхачів підсилювач 45 потужності електромагніта переміщуючого штовхача підключається до електромагніта 12 переміщуючого штовхача 1 (до електромагніта 12 переміщуючого штовхача 2 для зворотного переміщення), підсилювач 94 потужності електромагніта утримуючого штовхача підключається до електромагніта 12 утримуючого штовхача 2 (до електромагніта 12 утримуючого штовхача 1 для зворотного переміщення). Комутатором 49 електромагнітів фіксації нульового зазору підсилювач 48 потужності електромагнітів фіксації нульового зазору підключається до електромагніта 29 фіксації нульового зазору переміщуючого штовхача 1 (до електромагніта 29 фіксації нульового зазору переміщуючого штовхача 1 для зворотного переміщення). Комутатором 64 перших секцій п'єзоелементів перша секція 17 п'єзоелемента 16 переміщуючого штовхача 1 (переміщуючого штовхача 2 для зворотного переміщення) підключається до першого підсилювача 63 напруги пилки, комутатором 86 других секцій п'єзоелементів друга секція 18 п'єзоелемента 16 переміщуючого штовхача 1 (переміщуючого штовхача 2 для зворотного переміщення) підключається до другого підсилювача 85 напруги пилки, комутатором 91 третіх секцій п'єзоелементів третя секція 19 п'єзоелемента 16 переміщуючого штовхача 1 (переміщуючого штовхача 2) підключається до третього підсилювача 90 напруги пилки. Вимикачем 41 задавальний мультивібратор 40 підключається до першого диференціюючого ланцюжка 42. Позитивні імпульси з виходу першого диференціюючого ланцюжка 42 через перший діодний обмежувач 43 установлюють в"1" тригер 44 переміщуючого штовхача. Позитивний імпульс тригера 44 через перший підсилювач 45 потужності електромагніта переміщуючого штовхача, комутатор 46 електромагнітів штовхачів надходить на електромагніт 12 прикріплення штовхача переміщуючого штовхача 1. З затримкою на час спрацювання електромагніта 12 прикріплення штовхача відносно переднього фронту імпульсу задавального мультивібратора 40 переміщуючий штовхач 1 буде прикріплений до основи 11. Позитивний імпульс першого діодного обмежувача 43 надходить на запуск шостого очікуючого мультивібратора 103, тривалість імпульсу якого дорівнює часу спрацювання електромагніта 12 переміщуючого штовхача 1. Імпульс шостого очікуючого мультивібратора 103 через десятий диференціюючий ланцюжок 104, восьмий діодний обмежувач 105, п'ятий інвертор 106 з затримкою на час прикріплення переміщуючого штовхача 1 установлює в "0" тригер 93 утримуючого штовхача. В результаті до початку переміщення рухомого вузла утримуючий штовхач 2 буде відкріплений від основи 11. Позитивний імпульс першого діодного обмежувача 43 установлює в "1" тригер 47 фіксації нульового зазору. Позитивний імпульс тригера 47 фіксації нульового зазору через підсилювач 8 UA 89934 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 48 потужності електромагніта фіксації нульового зазору, комутатор 49 електромагнітів фіксації нульового зазору надходить на електромагніт 29 фіксації нульового зазору. В результаті до моменту часу початку переміщення рухомого вузла положення датчика 27 величини зазору переміщуючого штовхача 1 буде зафіксоване при нульовому зазорі між основою цього датчика 27 і рухомим вузлом. Позитивний імпульс першого діодного обмежувача 43 установлює в "0" лічильник 56 числа переміщень. В результаті на першому виході дешифратора 57 з'явиться високий потенціал, яким відкривається перший ключ 55, чим підготовлюється ланцюг формування пилкоподібної напруги на першу секцію 17 п'єзоелемента 16 переміщуючого штовхача 1 (або переміщуючого штовхача 2 при зворотному переміщенні рухомого вузла). Позитивний імпульс першого діодного обмежувача 43 установлює в "0" перший тригер 58 зупину, другий тригер 59 зупину, третій тригер 60 зупину для забезпечення в подальшому, після закінчення переміщення рухомого вузла черговою секцією п'єзоелемента 16, скиду відповідного генератора пилкоподібної напруги і перемикання відповідної схеми заморожування пилки. Підсилений по потужності позитивний імпульс тригера 44 переміщуючого штовхача диференціюється другим диференціюючим ланцюжком 50 і через другий діодний обмежувач 51 його позитивним імпульсом пускає перший очікуючий мультивібратор 52, тривалість імпульсу якого дорівнює або більше більшої з тривалостей, наведених вище підготовчих операцій. Задний фронт імпульсу першого очікуючого мультивібратора 52 визначає момент часу початку переміщення рухомого вузла першою секцією 17 п'єзоелемента 16 переміщуючого штовхача 1 (переміщуючого штовхача 2 при зворотному переміщенні). Імпульс першого очікуючого мультивібратора 52 диференціюється третім диференціюючим ланцюжком 53, негативний імпульс з його виходу через третій діодний обмежувач 54 і відкритий до цього часу перший ключ 55 пускає перший генератор 61 пилкоподібної напруги, яка через першу схему 62 заморожування пилки надходить на вхід першого підсилювача 63 напруги пилки, а з нього через комутатор 64 перших секцій п'єзоелементів на секцію 17 п'єзоелемента 16 переміщуючого штовхача 1 (переміщуючого штовхача 2 при зворотному переміщенні) Рухомий вузол починає переміщатись, зазор під датчиком 27 величини зазору збільшується, Збільшується напруга на виході вимірювача 66 кроку мікропереміщення, яка порівнюється з опорною напругою пристрою 67 порівняння, яка відповідає заданій величині кроку мікропереміщення, а також надходить на вхід аналого-цифрового перетворювача 70. В момент часу порівняння цих напруг негативний імпульс з виходу пристрою 67 порівняння інвертується першим інвертором 68 і диференціюється першим диференціюючим ланцюжком 69. Позитивний імпульс з виходу четвертого диференціюючого ланцюжка 69 злічує з аналогоцифрового перетворювача 70 двійковий код величини кроку мікропереміщення на зовнішні функціональні елементи і установлює "1" лічильник 56 числа переміщень. В результаті на другому виході дешифратора 57 номера секції п'єзоелемента з'явиться високий потенціал, яким відкривається другий ключ 82, чим відкривається ланцюг формування пилкоподібної напруги на другу секцію 18 п'єзоелемента 16 переміщуючого штовхача 1 (переміщуючого штовхача 2) і відкривається ключ 71 тригера зупину. Позитивний імпульс з виходу четвертого диференціюючого ланцюжка 69 пускає другий очікуючий блокінг-генератор 107, імпульсом якого через перший ключ 71 тригера зупину установлюється в "1" перший тригер 58 зупину. Позитивний імпульс першого тригера 58 зупину перемикає першу схему 62 заморожування пилки в режим пам'яті напруги пилки і зриває перший генератор 61 пилкоподібної напруги. Положення рухомого вузла фіксується на відстані першого кроку мікропереміщення відносно початкового. Позитивний імпульс з виходу четвертого диференціюючого ланцюжка 69 пускає перший очікуючий блокінг-генератор 74, який своїм імпульсом установлює в "0" тригер 47 фіксації нульового зазору. В результаті підсилювач 48 потужності електромагнітів фіксації нульового зазору зніме живлення з електромагніта 29 фіксації нульового зазору. З затримкою на час відпускання електромагніта 29 фіксації нульового зазору буде відновлений нульовий зазор під датчиком 27 величини зазору переміщуючого штовхача 1 (переміщуючого штовхача 2 при зворотному переміщенні). Позитивний імпульс з виходу четвертого диференціюючого ланцюжка 69 пускає другий очікуючий мультивібратор 75, тривалість імпульсу якого дорівнює або більше часу відпускання електромагніта 29 фіксації нульового зазору. Імпульс другого очікуючого мультивібратора 75 диференціюється п'ятим диференціюючим ланцюжком 76. Негативний імпульс з його виходу через четвертий діодний обмежувач 77 надходить на вхід другого інвертора 78, а з його виходу установлює в "1" тригер 47 фіксації нульового зазору. Підсилений по потужності позитивний імпульс тригера 47 з виходу підсилювача 48 потужності через комутатор 49 фіксації нульового зазору надходить на електромагніт 29 фіксації нульового зазору переміщуючого штовхача 1 9 UA 89934 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (переміщуючого штовхача 2). Буде зафіксоване положення датчика 27 величини зазору переміщуючого штовхача 1 (переміщуючого штовхача 2) при нульовому зазорі між основою датчика 27 і рухомим вузлом. Позитивний імпульс з виходу четвертого диференціюючого ланцюжка 69 пускає третій очікуючий мультивібратор 79, тривалість імпульсу якого більше тривалості імпульсу другого очікуючого мультивібратора 75 на час спрацювання електромагніта 29 фіксації нульового зазору, що забезпечує фіксацію нульового зазору під датчиком 27 величини зазору до моменту часу початку переміщення рухомого вузла секцією 18 п'єзоелемента 16 переміщуючого штовхача 1 (переміщуючого штовхача 2). Імпульс третього очікуючого мультивібратора 79 диференціюється шостим диференціюючим ланцюжком 80. Негативний продиференційований імпульс з виходу п'ятого діодного обмежувача 81 через другий ключ 82 надходить на запуск другого генератора 83 пилкоподібної напруги. Пилкоподібна напруга через другу схему 84 заморожування пилки, другий підсилювач 85 напруги пилки, комутатор 86 других секцій п'єзоелементів надходить на другу секцію 18 п'єзоелементів 16 переміщуючого штовхача 1 (переміщуючого штовхача 2 при зворотному переміщенні). Рухомий вузол переміщується, зазор під датчиком 27 величини зазору збільшується. Збільшується напруга на виході вимірювача 66 кроку мікропереміщення, яка порівнюється з опорною напругою пристрою 67 порівняння, а також надходить на вхід аналого-цифрового перетворювача 70. В момент часу порівняння цих напруг імпульс з виходу пристрою 67 порівняння інвертується першим інвертором 68 і диференціюється четвертим диференціюючим ланцюжком 69. Позитивний імпульс з виходу четвертого диференціюючого ланцюжка 69 забезпечує злічення з аналого-цифрового перетворювача 70 двійкового коду величини кроку мікропереміщення на зовнішні функціональні елементи. Установлює в "2" лічильник 56 числа переміщень. В результаті на третьому виході дешифратора 57 номера секції з'явиться високий потенціал, яким відкривається третій ключ 87, що відкриває ланцюг формування пилкоподібної напруги на третю секцію 19 п'єзоелемента 16 переміщуючого штовхача 1 (переміщуючого штовхача 2) і відкривається другий ключ 72 тригера зупину. Позитивний імпульс з виходу четвертого диференціюючого ланцюжка 69 пускає другий очікуючий блокінг-генератор 107, імпульсом якого через другий ключ 72 тригера зупину установлюється в "1" другий тригер 59 зупину. Позитивний імпульс другого тригера 59 зупину перемикає другу схему 84 заморожування пилки і зриває другий генератор 83 пилкоподібної напруги. Положення рухомого вузла фіксується на відстані першого і другого кроків мікропереміщення відносно початкового положення. Далі робота пристрою 3 управління переміщенням по позитивному імпульсу четвертого диференціюючого ланцюжка 69 від розглянутого вище за винятком того, що формування пилкоподібної напруги на третю секцію 19 п'єзоелемента 16 виконується по ланцюгу: третій ключ 87, третій генератор 88 пилкоподібної напруги, третя схема 89 заморожування пилки, третій підсилювач 90 напруги пилки, комутатор 91 третіх секцій п'єзоелементів. Рухомий вузол буде переміщений на третій крок мікропереміщення і буде зафіксований на відстані трьох кроків мікропереміщень від початкового. Після закінчення переміщення рухомого вузла третьою секцією 19 п'єзоелемента 16 переміщуючого штовхача 1 (переміщуючого штовхача 2 при зворотному переміщенню) стан лічильника 56 числа переміщень - "3". Високий потенціал з'явиться на четвертому виході дешифратора 57 номера секції. Високий потенціал з четвертого виходу дешифратора 57 номера секції надходить на сьомий диференціюючий ланцюжок 92, позитивний імпульс з виходу якого установлює в "1" тригер 93 утримуючого штовхача, імпульс якого підсилюється по потужності підсилювачем 94 потужності електромагніта утримуючого штовхача і через комутатор 46 електромагнітів штовхачів надходить на електромагніт 12 утримуючого штовхача 2 (утримуючого штовхача 1 при зворотному переміщенні). Утримуючий штовхач 2 (утримуючий штовхач 1) буде прикріплений до основи 11. Високим потенціалом з четвертого виходу дешифратора 57 номера секції пускається четвертий очікуючий мультивібратор 95, імпульс якого диференціюється восьмим диференціюючим ланцюжком 96, негативний імпульс з якого через шостий діодний обмежувач 97, третій інвертор 98 установлює в "0" тригер 44 переміщуючого штовхача. Підсилювач 45 потужності електромагніта переміщуючого штовхача знімає напругу живлення з електромагніта 12 прикріплення переміщуючого штовхача 1 (переміщуючого штовхача 2). З затримкою на час прикріплення утримуючого штовхача 2 (утримуючого штовхача 1) переміщуючий штовхач 1 (переміщуючий штовхач 2) буде відкріплений від основи 11. 10 UA 89934 U 5 10 15 20 Імпульс з третього інвертора 98 пускає також п'ятий очікуючий мультивібратор 99, імпульс якого диференціюється дев'ятим диференціюючим ланцюжком 100, негативний імпульс якого через сьомий діодний обмежувач 101, четвертий інвертор 102 установлює в "0" лічильник 56 числа переміщень, перший тригер 58 зупину, другий тригер 59 зупину, третій тригер 60 зупину. Перша схема 62 заморожування пилки, друга схема 84 заморожування пилки, третя схема 89 заморожування пилки перемкнуться в режим повторення пилкоподібної напруги. В результаті з секцій 17, 18, 19 п'єзоелементів 16 буде знята напруга. П'єзоелемент 16 переміщуючого штовхача 1 (переміщуючого штовхача 2) скорочується і підтягує штовхач 1 (штовхач 2) до утримуючого штовхача 2 (утримуючого штовхача 1 при зворотному переміщенні) на величину переміщення рухомого вузла в циклі роботи п'єзоелектричного двигуна. Наступний цикл роботи починається з прикріплення переміщуючого штовхача 1 (переміщуючого штовхача 2) до основи 11 по передньому фронту чергового імпульсу задавального мультивібратора 40. В загальному випадку п'єзоелементи 16 п'єзоелектричного двигуна складаються з n секцій. Збільшення числа секцій дозволяє підвищувати швидкість п'єзоелектричного двигуна без втрати точності позиціонування рухомого вузла або без зниження його точності значно підвищувати точність позиціонування. Для збільшенні числа секцій п'єзоелементів 16 збільшується розрядність лічильника 56 числа переміщень, а число входів і виходів дешифратора 57 номера секції повинні відповідати числу переміщень в одному циклі переміщення, тобто числу секцій п'єзоелементів 16. Крім того, число ланцюгів ключ-генератор пилкоподібної напруги-схема заморожування пилки-підсилювач напруги пилки комутатор секцій п'єзоелементів, а також число тригерів зупину повинно дорівнювати числу секцій п'єзоелементів 16. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 45 50 55 60 1. П'єзоелектричний двигун, що містить переміщуючий штовхач, утримуючий штовхач, напрямну, пристрої фіксації нульового зазору, пристрій управління переміщенням, який складається з задавального мультивібратора, вимикача задавального мультивібратора, першого диференціюючого ланцюжка, першого діодного обмежувача, підсилювача потужності електромагніта переміщуючого штовхача, підсилювача потужності електромагніта утримуючого штовхача, комутатора електромагнітів штовхачів, підсилювача потужності електромагнітів фіксації нульового зазору, другого диференціюючого ланцюжка, другого діодного обмежувача, першого очікуючого мультивібратора, третього диференціюючого ланцюжка, третього діодного обмежувача, першого генератора пилкоподібної напруги, першої схеми заморожування пилки, першого підсилювача напруги пилки, перемикача датчиків величин зазорів, вимірювача кроку мікропереміщення, аналого-цифрового перетворювача, який відрізняється тим, що п'єзоелемент переміщуючого штовхача і п'єзоелемент утримуючого штовхача складаються з першої секції п'єзоелемента, другої секції п'єзоелемента і третьої секції п'єзоелемента кожний, а пристрій управління переміщенням додатково містить тригер фіксації нульового зазору, перший ключ, лічильник числа переміщень, дешифратор номера секції п'єзоелементів, перший тригер зупину, другий тригер зупину, третій тригер зупину, комутатор перших секцій п'єзоелементів, пристрій порівняння, перший інвертор, четвертий диференціюючий ланцюжок, перший ключ тригера зупину, другий ключ тригера зупину, третій ключ тригера зупину, перший очікуючий блокінг-генератор, другий очікуючий мультивібратор, п'ятий диференціюючий ланцюжок, четвертий діодний обмежувач, другий інвертор, третій очікуючий мультивібратор, шостий диференціюючий ланцюжок, п'ятий діодний обмежувач, другий ключ, другий генератор пилкоподібної напруги, другу схему заморожування пилки, другий підсилювач напруги пилки, комутатор других секцій п'єзоелементів, третій ключ, третій генератор пилкоподібної напруги, третю схему заморожування пилки, третій підсилювач напруги пилки, комутатор третіх секцій п'єзоелементів, сьомий диференціюючий ланцюжок, тригер утримуючого штовхача, четвертий очікуючий мультивібратор, восьмий диференціюючий ланцюжок, шостий діодний обмежувач, третій інвертор, п'ятий очікуючий мультивібратор, дев'ятий диференціюючий ланцюжок, сьомий діодний обмежувач, четвертий інвертор, шостий очікуючий мультивібратор, десятий диференціюючий ланцюжок, восьмий діодний обмежувач, п'ятий інвертор, другий очікуючий блокінг-генератор причому, вихід задавального генератора через вимикач задавального мультивібратора з'єднаний з входом першого диференціюючого ланцюжка, а його вихід з'єднаний з входом першого діодного обмежувача, вихід першого діодного обмежувача з'єднаний з другим входом тригера переміщуючого штовхача, з першим входом лічильника числа переміщень, з першим входом першого тригера зупину, з першим входом другого тригера зупину, з першим входом третього тригера зупину, з другимвходом тригера фіксації нульового 11 UA 89934 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зазору, з входом шостого очікуючого мультивібратора, вихід тригера переміщуючого штовхача з'єднаний з входом підсилювача потужності електромагніта переміщуючого штовхача, з входом другого диференціюючого ланцюжка, вихід шостого очікуючого мультивібратора з'єднаний з входом десятого диференціюючого ланцюжка, а його вихід з'єднаний з входом восьмого діодного обмежувача, вихід восьмого діодного обмежувача з'єднаний з входом п'ятого інвертора, а його вихід з'єднаний з першим входом тригера утримуючого штовхача, вихід тригера утримуючого штовхача з'єднаний з входом підсилювача потужності електромагніта утримуючого штовхача, а його виходи через комутатор електромагнітів штовхачів з'єднані з електромагнітами прикріплення штовхачів, виходи підсилювача потужності електромагніта переміщуючого штовхача через комутатор електромагнітів штовхачів з'єднані з електромагнітами прикріплення штовхачів, вихід тригера фіксації нульового зазору з'єднаний з входом підсилювача потужності електромагнітів фіксації нульового зазору, а його виходи через комутатор електромагнітів нульового зазору з'єднані з електромагнітами фіксації нульового зазору, вихід другого диференціюючого ланцюжка з'єднаний з входом другого діодного обмежувача, а його вихід з'єднаний з входом першого очікуючого мультивібратора, вихід першого очікуючого мультивібратора з'єднаний з входом третього диференціюючого ланцюжка, вихід третього диференціюючого ланцюжка з'єднаний з входом третього діодного обмежувача, а його вихід з'єднаний з першим входом першого ключа, вихід першого ключа з'єднаний з першим входом першого генератора пилкоподібної напруги, а його вихід з'єднаний з першим входом першої схеми заморожування пилки, вихід першої схеми заморожування пилки з'єднаний з входом першого підсилювача напруги пилки, а його вихід з'єднаний з входами комутатора перших секцій п'єзоелементів, виходи комутатора перших секцій п'єзоелементів з'єднані з першими секціями п'єзоелементів, датчики величини зазору через перемикач з'єднані з вимірювачем величини зазору, а його вихід з'єднаний з входом пристрою порівняння і з першим входом аналого-цифрового перетворювача, вихід пристрою порівняння з'єднаний з входом першого інвертора, а його вихід з'єднаний з входом четвертого диференціюючого ланцюжка вихід четвертого диференціюючого ланцюжка з'єднаний з другим входом аналогоцифрового перетворювача, з другим входом лічильника числа переміщень, з входом першого блокінг-генератора, з входом другого очікуючого мультивібратора, з входом третього очікуючого мультивібратора, з входом другого очікуючого блокінг-генератора, вихід першого очікуючого блокінг-генератора з'єднаний з першим входом тригера фіксації нульового зазору, вихід другого очікуючого мультивібратора з'єднаний з входом п'ятого диференціюючого ланцюжка, а його вихід з'єднаний з входом четвертого діодного обмежувача, вихід четвертого діодного обмежувача з'єднаний з входом другого інвертора, вихід другого діодного обмежувача з'єднаний з другим входом тригера фіксації нульового зазору, вихід третього очікуючого мультивібратора з'єднаний з входом шостого диференціюючого ланцюжка, а його вихід з'єднаний з входом п'ятого діодного обмежувача, вихід п'ятого діодного обмежувача з'єднаний з першим входом другого ключа і з першим входом третього ключа, вихід другого ключа з'єднаний з першим входом другого генератора пилкоподібної напруги, а його вихід з'єднаний з першим входом другої схеми заморожування пилки, вихід другої схеми заморожування пилки з'єднаний з входом другого підсилювача напруги пилки, а його вихід з'єднаний з входами комутатора других секцій п'єзоелементів, виходи комутатора других секцій п'єзоелементів з'єднані з другими секціями п'єзоелементів, вихід третього ключа з'єднаний з першим входом третього генератора пилкоподібної напруги, а його вихід з'єднаний з першим входом третьої схеми заморожування пилки, вихід третьої схеми заморожування пилки з'єднаний з входом третього підсилювача напруги пилки, вихід третього підсилювача напруги пилки з'єднаний з входами комутатора третіх секцій п'єзоелементів, а його виходи з'єднані з третіми секціями п'єзоелементів, вихід другого очікуючого блокінг-генератора з'єднаний з першим входом першого ключа тригера зупину, а вихід першого ключа тригера зупину з'єднаний з другим входом першого тригера зупину, з першим входом другого ключа тригера зупину, а вихід другого ключа тригера зупину з'єднаний з другим входом другого тригера зупину, з першим входом третього ключа тригера зупину, а вихід третього ключа тригера зупину з'єднаний з другим входом третього тригера зупину, вихід лічильника числа переміщень з'єднаний з входом дешифратора номера секції п'єзоелементів, перший вихід дешифратора номера секцій п'єзоелементів з'єднаний з другим входом першого ключа, другий вихід дешифратора номера секцій п'єзоелементів з'єднаний з другим входом першого ключа тригера зупину і з другим входом другого ключа, третій вихід дешифратора номера секцій п'єзоелементів з'єднаний з другим входом другого ключа тригера зупину і з другим входом третього ключа, четвертий вихід дешифратора номера секцій п'єзоелементів з'єднаний з другим входом третього ключа тригера зупину, з входом сьомого диференціюючого ланцюжка, з входом четвертого диференціюючого 12 UA 89934 U 5 10 15 ланцюжка, вихід першого тригера зупину з'єднаний з другим входом першого генератора пилкоподібної напруги і з другим входом першої схеми заморожування пилки, вихід другого тригера зупину з'єднаний з другим входом другого генератора пилкоподібної напруги і з другим входом другої схеми заморожування пилки, вихід третього тригера зупину з'єднаний з другим входом третього генератора пилкоподібної напруги і з другим входом третьої схеми заморожування пилки, вихід сьомого диференціюючого ланцюжка з'єднаний з другим входом тригера утримуючого штовхача, вихід четвертого очікуючого мультивібратора з'єднаний з входом восьмого диференціюючого ланцюжка, а його вихід з'єднаний з входом шостого діодного обмежувача, вихід шостого діодного обмежувача з'єднаний з входом третього інвертора, а його вихід з'єднаний з першим входом тригера переміщуючого штовхача і з входом п'ятого очікуючого мультивібратора, вихід п'ятого очікуючого мультивібратора з'єднаний з входом дев'ятого диференціюючого ланцюжка, а його вихід з'єднаний з входом сьомого діодного обмежувача, вихід сьомого діодного обмежувача з'єднаний з першим входом лічильника числа переміщень, з першим входом першого тригера зупину, з першим входом другого тригера зупину, з першим входом третього тригера зупину. 2. П'єзоелектричний двигун за п. 1, який відрізняється тим, що п'єзоелементи штовхачів складаються з n>3 секцій п'єзоелементів переміщуючого і утримуючого штовхачів. 13 UA 89934 U 14 UA 89934 U 15 UA 89934 U 16 UA 89934 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 17