一種多工作方式的壓電雙晶片執(zhí)行器的制造方法
【專利摘要】一種多工作方式的壓電雙晶片執(zhí)行器，包括由第一、二壓電元件以及導(dǎo)電中間基片組成的三疊結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電中間基片夾設(shè)在第一、二壓電元件之間，三疊結(jié)構(gòu)的一端是用于產(chǎn)生形變彎曲的自由端，三疊結(jié)構(gòu)的另一端為夾持端；其中，三疊結(jié)構(gòu)的另一端中導(dǎo)電中間基片與外部驅(qū)動信號電路相連，第一壓電元件和/或第二壓電元件與外部驅(qū)動信號電路相連。本實用新型能夠使三疊層結(jié)構(gòu)的自由端按照設(shè)定的方向移動設(shè)定的距離。同時，由于三疊層結(jié)構(gòu)與外部驅(qū)動信號電路的連接方式多種多樣，因此，本實用新型的工作方式也是多樣化的，僅僅通過三疊結(jié)構(gòu)與外部驅(qū)動信號電路的連接即可實現(xiàn)壓電雙晶片執(zhí)行器的工作方式。
【專利說明】一種多工作方式的壓電雙晶片執(zhí)行器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于機(jī)電領(lǐng)域，尤其涉及一種多工作方式的壓電雙晶片執(zhí)行器。
【背景技術(shù)】
[0002]在人們發(fā)現(xiàn)電氣石的壓電效應(yīng)以后，便開始了壓電學(xué)的歷史。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，近年來各種壓電材料性能有了質(zhì)的進(jìn)步，逐漸進(jìn)入相關(guān)的工業(yè)領(lǐng)域，壓電陶瓷執(zhí)行器是新型的微位移器件，在精密定位、微機(jī)電系統(tǒng)、微納米制造技術(shù)、納米生物工程等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]目前，作為壓電執(zhí)行器都是利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)，即給壓電元件通電，晶體在外電場激勵下，晶體在某個方向?qū)a(chǎn)生變形(應(yīng)變)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。隨著各種壓電材料的發(fā)展，壓電執(zhí)行器憑借其體積小、功耗低、響應(yīng)快、噪聲污染小等優(yōu)點，在一些行業(yè)中逐漸替代傳統(tǒng)的電磁類執(zhí)行器，如電磁鐵類執(zhí)行器、電機(jī)類(如步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī))、氣動液壓類的汽缸液壓缸等等。現(xiàn)有的壓電雙晶片執(zhí)行器不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且工作方式單一。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于一種結(jié)構(gòu)簡單的多工作方式的壓電雙晶片執(zhí)行器。
[0005]為了達(dá)到如上目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:包括由第一、二壓電元件以及導(dǎo)電中間基片組成的三疊結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電中間基片夾設(shè)在第一、二壓電元件之間，三疊結(jié)構(gòu)的一端是用于產(chǎn)生形變彎曲的自由端，三疊結(jié)構(gòu)的另一端為夾持端；其中，三疊結(jié)構(gòu)的另一端中導(dǎo)電中間基片與外部驅(qū)動信號電路相連，第一壓電元件和/或第二壓電元件與外部驅(qū)動信號電路相連。
[0006]所述的外部驅(qū)動信號電路的正極與導(dǎo)電中間基片相連，外部驅(qū)動信號電路的負(fù)極與第一壓電元件和/或第二壓電元件相連。
[0007]所述的外部驅(qū)動信號電路的負(fù)極分別與第一壓電元件的正極和/或第二壓電元件的負(fù)極相連。
[0008]所述的第一、二壓電元件的另一端與外部驅(qū)動信號電路相連時，外部驅(qū)動信號電路由第一外部驅(qū)動信號電路和第二外部驅(qū)動信號電路組成，第一、二外部驅(qū)動信號電路的負(fù)極均與導(dǎo)電中間基片相連，第一外部驅(qū)動信號電路的正極與第一壓電兀件相連，第二外部驅(qū)動信號電路的正極與第二壓電元件相連。
[0009]所述的第一外部驅(qū)動信號電路的正極與第一壓電元件的正極相連，第二外部驅(qū)動信號電路的正極與第二壓電元件的正極相連。
[0010]所述的第一外部驅(qū)動信號電路的正極與第一壓電元件的負(fù)極相連，第二外部驅(qū)動信號電路的正極與第二壓電元件的負(fù)極相連。
[0011]所述的第一、二壓電元件采用含單層壓電晶體的壓電元件或多層壓電疊片，第一、二壓電元件的形狀為片狀、條狀、薄膜或半柱狀。
[0012]所述的導(dǎo)電中間基片分別與第一、二壓電元件通過導(dǎo)電粘膠粘接在一起；或者導(dǎo)電中間基片分別與第一、二壓電元件通過金屬凸起筋嵌合在一起。
[0013]所述的外部驅(qū)動信號電路設(shè)置在封裝管或殼體中，外部驅(qū)動信號電路通過設(shè)置在封裝管或殼體上的引線與導(dǎo)電中間基片相連，外部驅(qū)動信號電路通過設(shè)置在封裝管或殼體上的引線與第一壓電元件和/或第二壓電元件相連。
[0014]所述的三疊結(jié)構(gòu)的一端套設(shè)有連接三疊結(jié)構(gòu)和負(fù)載的連接件。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于:
[0016]本實用新型的第一、二壓電元件以及夾設(shè)在第一、二壓電元件之間的導(dǎo)電中間基片構(gòu)成了三疊結(jié)構(gòu)，利用第一、二壓電元件的橫向壓電效應(yīng)，當(dāng)通過外部驅(qū)動信號電路在雙晶片的兩極之間施加電壓控制時，能夠使第一、二壓電元件產(chǎn)生彎曲，從而實現(xiàn)整個三疊層結(jié)構(gòu)自由端的彎曲，使自由端的按照設(shè)定的方向移動設(shè)定的距離。同時，由于外部驅(qū)動信號電路與第一壓電元件和/或第二壓電元件相連，因此，三疊層結(jié)構(gòu)與外部驅(qū)動信號電路的連接方式多種多樣，當(dāng)一個壓電元件出現(xiàn)故障時，是不會影響整個執(zhí)行器的工作的。另外，本實用新型的外部驅(qū)動信號電路只要與第一壓電元件和/或第二壓電元件、導(dǎo)電中間基片連接就能工作，因此，外部驅(qū)動信號電路以及第一、二壓電元件的正負(fù)極連接關(guān)系是多種多樣，而這種多種多樣的連接關(guān)系決定了本實用新型的工作方式也是多樣化的，最后，本實用新型僅僅通過三疊結(jié)構(gòu)與外部驅(qū)動信號電路的連接即可實現(xiàn)壓電雙晶片的工作，因此，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型三疊結(jié)構(gòu)的第一種連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實用新型第一種技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本實用新型第二種技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本實用新型第三種技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本實用新型第四種技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為本實用新型三疊結(jié)構(gòu)的第二種連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]其中:1、第一壓電兀件；2、導(dǎo)電中間基片；3、夾持端；4、第二壓電兀件；5、第一外部驅(qū)動信號電路；6、第二外部驅(qū)動信號電路；7、自由端。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025]參見圖1-2，本實用新型包括由第一、二壓電元件1，4和導(dǎo)電中間基片2構(gòu)成的三疊結(jié)構(gòu)，且導(dǎo)電中間基片2夾設(shè)在第一、二壓電元件1，4之間，三疊結(jié)構(gòu)的一端是用于產(chǎn)生形變彎曲的自由端7 ;三疊結(jié)構(gòu)的另一端是夾持端3，其中，三疊結(jié)構(gòu)另一端中的導(dǎo)電中間基片2與外部驅(qū)動信號電路相連，第一壓電元件I和/或第二壓電元件4與外部驅(qū)動信號電路相連，三疊結(jié)構(gòu)的一端套設(shè)有連接三疊結(jié)構(gòu)和負(fù)載的連接件。
[0026]具體的，本實用新型第一、二壓電元件1，4的一端和導(dǎo)電中間基片2的一端是用于產(chǎn)生形變彎曲的自由端7，導(dǎo)電中間基片2的另一端與外部驅(qū)動信號電路相連，第一壓電元件I的另一端和/或第二壓電元件4的另一端與外部驅(qū)動信號電路相連，因此，三疊層結(jié)構(gòu)與外部驅(qū)動信號電路的連接方式多種多樣，當(dāng)一個壓電元件出現(xiàn)故障時，是不會影響整個執(zhí)行器的工作的。
[0027]另外，外部驅(qū)動信號電路設(shè)置在封裝管或殼體中，因此，外部驅(qū)動信號電路通過設(shè)置在封裝管或殼體上的引線與導(dǎo)電中間基片2相連，外部驅(qū)動信號電路通過設(shè)置在封裝管或殼體上的引線與第一壓電元件I和/或第二壓電元件4相連。
[0028]具體的，本實用新型的三疊層結(jié)構(gòu)即為壓電雙晶片執(zhí)行器。第一、二壓電元件1，4壓電元件I的形體結(jié)構(gòu)包含但不限于片狀，條狀，薄膜或半柱狀，第一、二壓電元件1，4采用一塊壓電材料制成的多層壓電疊片或含單層壓電晶體的壓電元件，第一、二壓電元件1，4選用的壓電材料包含且不限于以下幾種材料:一是壓電晶體，包括壓電石英晶體和其他壓電單晶體，二是壓電陶瓷，三是新型壓電聚合物材料，包括壓電半導(dǎo)體和有機(jī)高分子壓電材料等。導(dǎo)電中間基片2為金屬類薄片、玻璃纖維薄片或者碳纖維薄片。
[0029]參見圖1和6，本實用新型的導(dǎo)電中間基片2分別與第一、二壓電元件1，4通過導(dǎo)電粘膠如導(dǎo)電環(huán)氧樹脂粘接在一起；選用金屬凸起筋時，導(dǎo)電中間基片2分別與第一、二壓電元件1，4通過金屬凸起筋嵌合在一起。由于本實用新型不僅能夠通過導(dǎo)電粘膠粘合，而且還可以通過金屬凸起筋嵌合或者其他如機(jī)械方式固定，這樣能夠使本實用新型在大曲度彎曲，穩(wěn)定性更好，能大大提高本實用新型的使用壽命。
[0030]本實用新型圖2到圖5提供了多種實現(xiàn)的方式和結(jié)構(gòu)，且圖2和圖3的連接方式從本質(zhì)上來講是相同的；其中“ + ”為第一、二壓電元件1，4的正極(也指第一、二壓電元件1，4主體極化方向的正極)，“一”為第一、二壓電元件1，4的負(fù)極(也指第一、二壓電元件I，4主體極化方向的負(fù)極)。
[0031]第一、二壓電元件1，4包含且不限于已極化過和未極化過的單晶體壓電元件或多層壓電元件，未極化過的第一、二壓電元件1，4可以按照應(yīng)用場合要求后續(xù)進(jìn)行極化。根據(jù)使用場合的需要，可以選擇并聯(lián)工作模式或者串聯(lián)工作模式。也就是電源的疊加情況可以有不同，以實現(xiàn)不同的電壓疊加和電壓提供。
[0032]參見圖2和圖3，所述的外部驅(qū)動信號電路的正極與導(dǎo)電中間基片2相連，外部驅(qū)動信號電路的負(fù)極與第一二壓電元件I和/或二壓電元件4相連。具體的，外部驅(qū)動信號電路的負(fù)極與第一壓電元件I的正極或者第二壓電元件4的負(fù)極相連，如果第一、二壓電元件1，4中的一個出現(xiàn)問題，另一個就作為備用；還可以是外部驅(qū)動信號電路的負(fù)極分別與第一壓電元件的正極和第二壓電元件1，4的負(fù)極相連，如果第一、二壓電元件1，4中的一個出現(xiàn)問題，整個執(zhí)行器的運(yùn)行不會受到影響，還是會保持工作。
[0033]參見圖4和圖5,所述的外部驅(qū)動信號電路由第一外部驅(qū)動信號電路5和第二外部驅(qū)動信號電路6組成,第一、二外部驅(qū)動信號電路5,6的負(fù)極均與導(dǎo)電中間基片2相連。
[0034]如圖4所不,第一外部驅(qū)動信號電路5的正極與第一壓電兀件I的正極相連，第二外部驅(qū)動信號電路6的與第二壓電元件4的正極相連。
[0035]如圖5所示，第一外部驅(qū)動信號電路5的正極與第一壓電元件I的負(fù)極相連，第二外部驅(qū)動信號電路6的正極與第二壓電元件4的負(fù)極相連。
[0036]同樣，圖4和圖5所示的結(jié)構(gòu)中，如果第一、二壓電元件1，4中的一個出現(xiàn)問題，整個執(zhí)行器的運(yùn)行不會受到影響，還是會保持工作。
[0037]本實用新型的工作過程如下:
[0038]本實用新型所表述的結(jié)構(gòu)即為壓電雙晶片，在許多應(yīng)用場合，導(dǎo)電中間基片2可延伸到第一、二壓電元件的外面。工作的時候利用第一、二壓電元件的橫向壓電效應(yīng)，給壓電雙晶片執(zhí)行器的夾持端加電壓控制信號，第一、二壓電元件產(chǎn)生形變彎曲，從而使壓本實用新型電雙晶片執(zhí)行器的自由端按照設(shè)定的方向移動設(shè)定的距離，自由端驅(qū)動與之連接的各種類型的裝置。
[0039]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多工作方式的壓電雙晶片執(zhí)行器,其特征在于:包括由第一、二壓電兀件(1，4)以及導(dǎo)電中間基片(2)組成的三疊結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電中間基片(2)夾設(shè)在第一、二壓電元件(1，4)之間，三疊結(jié)構(gòu)的一端是用于產(chǎn)生形變彎曲的自由端(7)，三疊結(jié)構(gòu)的另一端為夾持端；其中，三疊結(jié)構(gòu)的另一端中導(dǎo)電中間基片(2)與外部驅(qū)動信號電路相連，第一壓電元件(I)和/或第二壓電元件(4)與外部驅(qū)動信號電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多工作方式的壓電雙晶片執(zhí)行器，其特征在于:所述的外部驅(qū)動信號電路的正極與導(dǎo)電中間基片(2)相連，外部驅(qū)動信號電路的負(fù)極與第一壓電元件(1)和/或第二壓電元件⑷相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多工作方式的壓電雙晶片執(zhí)行器，其特征在于:所述的外部驅(qū)動信號電路的負(fù)極分別與第一壓電元件(I)的正極和/或第二壓電元件(4)的負(fù)極相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多工作方式的壓電雙晶片執(zhí)行器，其特征在于:所述的第一、二壓電元件(1，4)的另一端與外部驅(qū)動信號電路相連時，外部驅(qū)動信號電路由第一外部驅(qū)動信號電路(5)和第二外部驅(qū)動信號電路(6)組成,第一、二外部驅(qū)動信號電路(5,6)的負(fù)極均與導(dǎo)電中間基片(2)相連，第一外部驅(qū)動信號電路(5)的正極與第一壓電兀件(I)相連，第二外部驅(qū)動信號電路(6)的正極與第二壓電元件(4)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多工作方式的壓電雙晶片執(zhí)行器，其特征在于:所述的第一外部驅(qū)動信號電路(5)的正極與第一壓電元件(I)的正極相連，第二外部驅(qū)動信號電路(6)的正極與第二壓電元件(4)的正極相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多工作方式的壓電雙晶片執(zhí)行器，其特征在于:所述的第一外部驅(qū)動信號電路(5)的正極與第一壓電元件(I)的負(fù)極相連，第二外部驅(qū)動信號電路(6)的正極與第二壓電元件(4)的負(fù)極相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6中任意一項權(quán)利要求所述的多工作方式的壓電雙晶片執(zhí)行器，其特征在于:所述的第一、二壓電元件(1，4)采用含單層壓電晶體的壓電元件或多層壓電疊片，第一、二壓電元件(1，4)的形狀為片狀、條狀、薄膜或半柱狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多工作方式的壓電雙晶片執(zhí)行器，其特征在于:所述的導(dǎo)電中間基片(2)分別與第一、二壓電元件(1，4)通過導(dǎo)電粘膠粘接在一起；或者導(dǎo)電中間基片(2)分別與第一、二壓電元件(1，4)通過金屬凸起筋嵌合在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多工作方式的壓電雙晶片執(zhí)行器，其特征在于:所述的外部驅(qū)動信號電路設(shè)置在封裝管或殼體中，外部驅(qū)動信號電路通過設(shè)置在封裝管或殼體上的引線與導(dǎo)電中間基片(2)相連，外部驅(qū)動信號電路通過設(shè)置在封裝管或殼體上的引線與第一壓電元件⑴和/或第二壓電元件⑷相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多工作方式的壓電雙晶片執(zhí)行器，其特征在于:所述的三疊結(jié)構(gòu)的一端套設(shè)有連接三疊結(jié)構(gòu)和負(fù)載的連接件。
【文檔編號】H02N2/00GK203813693SQ201420229891
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】李智敏, 朱永鋒 申請人:李智敏, 朱永鋒