Приводное устройство и способ изготовления устройства - RU2016129892A

1. Приводное устройство, содержащее статор (21), подвижный элемент (22) и деформируемый соединительный элемент (23), причем подвижный элемент соединен со статором через деформируемый соединительный элемент, и экзогенная движущая сила приводит в действие подвижный элемент или деформируемый соединительный элемент для деформирования таким образом, что положение подвижного элемента относительно статора изменяется, и при этом:

в отсутствие приложенной экзогенной движущей силы деформируемый соединительный элемент удерживается в положении (x0) равновесия сил, и силы, воздействующие на деформируемый соединительный элемент, содержат силу (F1) деформации деформируемого соединительного элемента и первую естественную силу (F2), которая противоположна направлению силы деформации.

2. Устройство по п. 1, в котором

подвижный элемент содержит первый магнит, статор содержит второй магнит, причем один из первого и второго магнита является постоянным магнитом, при этом другой представляет собой постоянный магнит или приемник магнетизма, при этом первая естественная сила включает в себя магнитную силу притяжения или отталкивания между первым магнитом и вторым магнитом;

подвижный элемент или статор дополнительно содержит первую катушку, а экзогенная движущая сила включает в себя электромагнитную силу, генерированную первой катушкой, которую используют для приведения в действие подвижного элемента для перемещения; и/или

деформируемый соединительный элемент представляет собой винтовую пружину, причем материалы винтовой пружины содержат проводящие материалы для функционирования в качестве катушки, которая приводит в действие подвижный элемент для перемещения, и экзогенная движущая сила включает в себя электромагнитную силу, генерированную винтовой пружиной, которая используется для приведения в действие подвижного элемента для перемещения.

3. Устройство по п. 2, в котором первый магнит является постоянным магнитом, второй магнит представляет собой первую позиционирующую втулку, выполненную из постоянных магнитных материалов или магнито-воспринимающих материалов, а подвижный элемент установлен внутри или снаружи первой позиционирующей втулки.

4. Устройство по п. 2, в котором первая катушка представляет собой кольцевую катушку или многовитковую цепную кольцевую катушку, и/или первая катушка выполнена из печатной схемы.

5. Устройство по п. 4, в котором печатная схема выполнена на печатной плате или гибкой печатной плате, при этом печатная плата или гибкая печатная плата образована из одного слоя или двух или более слоев цепи, и/или печатная схема выполнена из высокопроводящего материала или сверхпроводящего материала, причем высокопроводящий материал содержит графен, а сверхпроводящий материал содержит композитный сверхпроводящий материал станен.

6. Устройство по п. 3, в котором винтовая пружина установлена внутри или снаружи первой позиционирующей втулки, и примыкает к внутренней стенке или наружной стенке первой позиционирующей втулки под воздействием магнитной силы, когда на нее подается электроэнергия для увеличения коэффициента затухания пружины.

7. Устройство по п. 3, в котором предусмотрены два подвижных элемента и два деформируемых соединительных элемента, причем первый подвижный элемент и первый деформируемый соединительный элемент установлены на внутренней стороне первой позиционирующей втулки, а второй подвижный элемент и второй деформируемый соединительный элемент установлены снаружи первой позиционирующей втулки.

8. Устройство по п. 2, в котором первый магнит выполнен полым, а узел фокусирующего объектива или вариообъектива установлен на внутренней части первого магнита.

9. Устройство по п. 1, в котором статор или подвижный элемент содержит первый магнит, причем первый магнит представляет собой постоянный магнит, деформируемый соединительный элемент представляет собой магнитную винтовую пружину, материалы магнитной винтовой пружины содержат проводящие материалы и постоянные магнитные или магнито-воспринимающие материалы, и постоянные магнитные или магнито-воспринимающие материалы магнитной винтовой пружины используются для функционирования в качестве второго магнита;

первая естественная сила содержит магнитную силу притяжения или отталкивания между первым магнитом и вторым магнитом; и

проводящие материалы магнитной винтовой пружины используют, чтобы действовать в качестве катушки, которая приводит в действие подвижный элемент для перемещения, и экзогенная движущая сила содержит электромагнитную силу, которая генерируется с помощью магнитной винтовой пружины и используется для приведения в действие подвижного элемента для перемещения; или проводящие материалы магнитной винтовой пружины используют, чтобы действовать в качестве катушки, которая приводит в действие подвижный элемент для перемещения, подвижный элемент или статор дополнительно содержит первую катушку, а экзогенная движущая сила включает в себя электромагнитные силы, которые генерируются первой катушкой и магнитной винтовой пружиной и используются для приведения в действие подвижного элемента для перемещения.

10. Устройство по п. 9, в котором магнитная винтовая пружина представляет собой стальную пружину с гальваническим покрытием из меди и покрытую изоляционными материалами.

11. Устройство по п. 1, в котором подвижный элемент содержит первый магнит, первый магнит представляет собой постоянный магнит, деформируемый соединительный элемент представляет собой винтовую пружину, а материалы винтовой пружины содержат проводящие материалы, которые используются, чтобы действовать в качестве катушки, приводящей в действие подвижный элемент для перемещения;

экзогенная движущая сила включает в себя электромагнитную силу, которая создается винтовой пружиной и используется для привода в действие подвижного элемента для перемещения; и

первый магнит расположен на криволинейном наклонном участке, и первая естественная сила содержит составляющую силы тяжести первого магнита в направлении, противоположном направлению силы упругости винтовой пружины.

12. Устройство по п. 1, в котором подвижный элемент содержит первый магнит, причем первый магнит является постоянным магнитом;

деформируемый соединительный элемент представляет собой пружину или винтовую пружину, и материалы винтовой пружины содержат проводящие материалы, который используются, чтобы действовать в качестве катушки возбуждения;

подвижный элемент используется, чтобы действовать в качестве подвижного элемента генератора или для привода подвижного элемента генератора, и экзогенная движущая сила содержит внешнюю силу, воздействующую на подвижный элемент; и

первый магнит расположен на криволинейном наклонном участке, и первая естественная сила содержит составляющую силы тяжести первого магнита в направлении, противоположном направлению силы упругости винтовой пружины.

13. Устройство по п. 1, в котором статор и подвижный элемент содержат первый электрод и второй электрод, которые имеют электрические заряды с противоположной или одинаковой полярностью, соответственно, деформируемый соединительный элемент представляет собой листовую пружину, первая естественная сила включает в себя электростатическую силу притяжения или силу отталкивания между первым электродом и вторым электродом, между статором и подвижным элементом дополнительно предусмотрена пьезоэлектрическая керамика или металл с памятью, и экзогенная движущая сила включает в себя силу деформации, создаваемую пьезоэлектрической керамической или металлом с памятью после подачи на них питания.

14. Устройство по любому из пп. 1-13, в котором в положении (х0) равновесия сил, коэффициент (k1) вариации силы деформации больше, чем коэффициент (k2) вариации первой естественной силы.

15. Устройство по любому из пп. 1-13, в котором положение х0 равновесия сил находится на одной из или между двумя конечными точками рабочего диапазона деформируемого соединительного элемента.

16. Устройство по любому из пп. 1-13, в котором

первая естественная сила содержит магнитную силу, силу тяжести, силу деформации, создаваемую заданной деформацией, давление текучей среды или газа, или силу электрического поля; и

экзогенная движущая сила включает в себя электромагнитную силу, электрогенерирующую меxaническую силу или передающую меxaническую силу.

17. Устройство по п. 13, в котором листовая пружина выполнена из материалов с высокой диэлектрической проницаемостью и имеет изоляционное покрытие на ее внешней поверхности, или интегрирована с пьезоэлектрической керамикой или металлом с памятью.

18. Способ изготовления устройства, включающий в себя изготовление статора, подвижного элемента и деформируемого соединительного элемента, в котором подвижный элемент соединен со статором через деформируемый соединительный элемент, причем

перед приложением экзогенной движущей силы, прикладывают первую естественную силу к деформируемому соединительному элементу таким образом, что деформируемый соединительный элемент удерживается в положении (x0) равновесия сил под воздействием силы деформации самого деформируемого соединительного элемента и первой естественной силы, противоположной по направлению силе деформации, при этом экзогенную движущую силу используют для приведения в действие подвижного элемента или деформируемого соединительного элемента для такого деформирования, чтобы положение подвижного элемента относительно статора изменилось.

19. Способ по п. 18, в котором в положении (х0) равновесия сил, коэффициент (k1) вариации силы деформации больше, чем коэффициент (k2) вариации первой естественной силы.

20. Способ по п. 18, в котором положение (х0) равновесия сил находится на одной из или между двумя конечными точками рабочего диапазона деформируемого соединительного элемента.

21. Способ по п. 18, в котором

первая естественная сила содержит магнитную силу, силу тяжести, силу деформации, генерируемую заданной деформацией, давление текучей среды или газа, или силу электрического поля; а также

экзогенная движущая сила включает в себя электромагнитную силу, электрогенерирующую механическую силу или передающую механическую силу.

22. Способ по любому из пп. 18-21, представляющий собой способ изготовления управляемого устройства, при этом экзогенная движущая сила действует в качестве входного сигнала управления, а деформация деформируемого соединительного элемента или эффекты, вызванные деформацией, действуют как выходной сигнал или управляемые переменные состояния.

23. Способ по п. 22, представляющий собой способ изготовления переменного конденсатора, при этом статор и подвижный элемент содержат первый электрод и второй электрод, которые имеют электрические заряды с противоположной или одинаковой полярностью, соответственно, деформируемый соединительный элемент представляет собой листовую пружину, первая естественная сила включает в себя электростатическую силу притяжения или силу отталкивания между первым электродом и вторым электродом, между статором и подвижным элементом дополнительно размещена пьезоэлектрическая керамика или металл с памятью, экзогенная движущая сила включает в себя силу деформации, генерируемую пьезоэлектрической керамической керамикой или металлом с памятью после подачи на них питания, а листовая пружина выполнена из материала высокой диэлектрической проницаемости и имеет изоляционное покрытие, нанесенное на ее внешнюю поверхность, или листовая пружина интегрирована с пьезоэлектрической керамикой или металлом с памятью.

24. Способ по п. 22, представляющий собой способ изготовления вариообъектива, при этом статор и подвижный элемент содержат первый электрод и второй электрод, которые имеют электрические заряды с противоположной или одинаковой полярностью, соответственно, деформируемый соединительный элемент представляет собой листовую пружину, первая естественная сила включает в себя электростатическую силу притяжения или силу отталкивания между первым электродом и вторым электродом, между статором и подвижным элементом дополнительно размещена пьезоэлектрическая керамика или металл с памятью, экзогенная движущая сила включает в себя силу деформации, создаваемую пьезоэлектрической керамикой или металлом с памятью после подачи на них питания, и подвижный элемент является полым, а узел фокусирующего объектива или вариообъектива установлен на внутренней части подвижного элемента.

25. Способ по п. 22, представляющий собой способ изготовления генератора естественной энергии, при этом

подвижный элемент содержит первый магнит, и первый магнит является постоянным магнитом;

деформируемый соединительный элемент представляет собой пружину или винтовую пружину, и материалы винтовой пружины содержат проводящие материалы, которые используются для работы в качестве катушки возбуждения;

подвижный элемент используется для работы в качестве подвижного элемента генератора или для приведения в действие подвижного элемента генератора, экзогенная движущая сила содержит внешнюю силу, воздействующую на подвижный элемент, и внешнюю силу получают из естественной энергии; и

первый магнит расположен на криволинейном наклонном участке, и первая естественная сила содержит составляющую силы тяжести первого магнита в направлении, противоположном направлению силы упругости винтовой пружины.