多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器及精密微動(dòng)臺(tái)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器及精密微動(dòng)臺(tái)，屬于壓電驅(qū)動(dòng)器【技術(shù)領(lǐng)域】；所述壓電驅(qū)動(dòng)器包括金屬材質(zhì)的基板和從基板的一側(cè)伸出的四個(gè)相同的驅(qū)動(dòng)足，每個(gè)驅(qū)動(dòng)足的相同兩側(cè)均設(shè)置有沿厚度方向極化的壓電陶瓷片，所述基板為矩形、圓形或橢圓形，所述驅(qū)動(dòng)足繞所述基板的中心矩形分布于所述基板上。本實(shí)用新型中四條驅(qū)動(dòng)足邊界條件相同，變形和諧振頻率協(xié)調(diào)性好，驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器及精密微動(dòng)臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及壓電驅(qū)動(dòng)器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器及包括該壓電驅(qū)動(dòng)器的精密微動(dòng)臺(tái)。

【背景技術(shù)】
[0002]清華大學(xué)褚祥誠(chéng)等提出的CN101795088B號(hào)專(zhuān)利文獻(xiàn)，名稱(chēng)為“多足直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器與工作臺(tái)”，其實(shí)現(xiàn)方式為，壓電驅(qū)動(dòng)器的金屬基板上伸出的方片形驅(qū)動(dòng)足形成梳狀結(jié)構(gòu)，粘接在驅(qū)動(dòng)足側(cè)面的方形壓電陶瓷片，壓電陶瓷片沿厚度方向極化，所有驅(qū)動(dòng)足的端面在一個(gè)平面上；將電信號(hào)引入壓電陶瓷片的電極面，會(huì)同時(shí)激發(fā)驅(qū)動(dòng)足一階伸縮振動(dòng)和一階或二階彎曲振動(dòng)，兩種振動(dòng)的耦合作用使得驅(qū)動(dòng)足底面質(zhì)點(diǎn)做橢圓運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器多個(gè)足底的橢圓振動(dòng)累積疊加為宏觀直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
[0003]德國(guó)Anmelder.等提出的DE 4408618 Al號(hào)專(zhuān)利文獻(xiàn)，名稱(chēng)為“雙晶片調(diào)整驅(qū)動(dòng)裝置”，其實(shí)現(xiàn)方式為，整個(gè)基體都是壓電陶瓷，并且伸出來(lái)四條腿，四條腿是多層陶瓷，且一字排開(kāi)，電極刷在伸出來(lái)的四條腿的兩側(cè)，其中一側(cè)表面的電極接電信號(hào)，另一側(cè)表面的電極接地；整個(gè)基體就相當(dāng)于是一個(gè)電機(jī)的定子，通過(guò)基體的基板下面向上面施加一個(gè)預(yù)緊力，使得四條腿上面的端部與一個(gè)滑條(稱(chēng)為動(dòng)子)接觸，四條腿上端部的軌跡是一個(gè)橢圓，在預(yù)緊力的作用下與動(dòng)子通過(guò)摩擦力作用使得動(dòng)子發(fā)生運(yùn)動(dòng)。
[0004]上述兩種方案中，四條驅(qū)動(dòng)足均是從左到右呈一字排開(kāi)，驅(qū)動(dòng)器裝夾好后工作時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)器本身不是完全對(duì)稱(chēng)的，左右兩側(cè)的兩條驅(qū)動(dòng)足的邊界條件不同，會(huì)導(dǎo)致兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)足與中間的兩條驅(qū)動(dòng)足的諧振頻率略有區(qū)別，影響到驅(qū)動(dòng)器的端部橢圓軌跡形狀和驅(qū)動(dòng)器的工作特性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種各驅(qū)動(dòng)足的諧振頻率和端部的橢圓變形完全一致的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器及包括該壓電驅(qū)動(dòng)器的精密微動(dòng)臺(tái)。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供技術(shù)方案如下:
[0007]—種多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器，包括金屬材質(zhì)的基板和從所述基板的一側(cè)伸出的四個(gè)相同的驅(qū)動(dòng)足，每個(gè)驅(qū)動(dòng)足的相同兩側(cè)均設(shè)置有沿厚度方向極化的壓電陶瓷片，所述基板為矩形、圓形或橢圓形，所述驅(qū)動(dòng)足繞所述基板的中心矩形分布于所述基板上。
[0008]進(jìn)一步的，所述壓電陶瓷片的兩面被電極，其中一面靠近所述驅(qū)動(dòng)足的電極接地信號(hào)，另一面遠(yuǎn)離所述驅(qū)動(dòng)足的電極加電信號(hào)；
[0009]在所述壓電陶瓷片的厚度方向上相鄰的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)足為一組，每個(gè)驅(qū)動(dòng)足上的兩個(gè)壓電陶瓷片的極化方向相反，同一組內(nèi)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)足的壓電陶瓷片的極化方式相同，加電方式相反，不同組內(nèi)的驅(qū)動(dòng)足的極化方式和加電方式都相同。
[0010]進(jìn)一步的，所述基板為長(zhǎng)方形，所述驅(qū)動(dòng)足在所述基板的長(zhǎng)度方向上一字排列；所述壓電陶瓷片沿所述基板的寬度方向設(shè)置于所述驅(qū)動(dòng)足的兩側(cè)。
[0011]進(jìn)一步的，所述壓電陶瓷片的兩面被電極，其中一面靠近所述驅(qū)動(dòng)足的電極接地信號(hào)，另一面遠(yuǎn)離所述驅(qū)動(dòng)足的電極加電信號(hào)；
[0012]所述驅(qū)動(dòng)足沿所述基板的中間對(duì)稱(chēng)分為兩組，每個(gè)驅(qū)動(dòng)足上的兩個(gè)壓電陶瓷片的極化方向相反，同一組內(nèi)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)足的壓電陶瓷片的極化方式相同，加電方式相反，不同組內(nèi)的驅(qū)動(dòng)足的極化方式和加電方式都相同。
[0013]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)足與基板交接處，在所述基板與所述壓電陶瓷片之間設(shè)置有絕緣凸臺(tái)，所述絕緣凸臺(tái)的高度小于所述壓電陶瓷片的厚度。
[0014]進(jìn)一步的，所述絕緣凸臺(tái)的高度為所述壓電陶瓷片的厚度的一半。
[0015]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)足的遠(yuǎn)端面上粘貼有抗磨損的觸點(diǎn)，所述觸點(diǎn)為T(mén)形，所述觸點(diǎn)與被驅(qū)動(dòng)件線(xiàn)接觸。
[0016]進(jìn)一步的，所述觸點(diǎn)的材料為氧化鋁結(jié)構(gòu)陶瓷。
[0017]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)足與基板為一體結(jié)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)足與基板的材質(zhì)為黃銅、磷青銅、不銹鋼、鎳鐵合金、錫青銅、鋁鋼復(fù)合或鋁合金鍍鎳。
[0018]一種精密微動(dòng)臺(tái)，包括上述的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器。
[0019]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的四個(gè)驅(qū)動(dòng)足繞基板中心矩形分布于基板上，代替?zhèn)鹘y(tǒng)四條驅(qū)動(dòng)足從左到右呈一字排列，使得本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)器的各驅(qū)動(dòng)足處于完全結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)器裝夾好后，每個(gè)驅(qū)動(dòng)足的邊界條件完全一樣，從而使得四條驅(qū)動(dòng)足的協(xié)調(diào)變形更加完美，四條驅(qū)動(dòng)足的諧振頻率和端部的橢圓變形完全一致，提高了驅(qū)動(dòng)器的工作性能。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器某一驅(qū)動(dòng)足變形示意圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器某一驅(qū)動(dòng)足加電示意圖；
[0024]圖4為本實(shí)用新型的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器某一組驅(qū)動(dòng)足變形示意圖；
[0025]圖5為本實(shí)用新型的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器某一組驅(qū)動(dòng)足加電示意圖；
[0026]圖6為本實(shí)用新型的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器從四個(gè)驅(qū)動(dòng)足看基板的俯視圖；
[0027]圖7為本實(shí)用新型的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖8為圖7所示的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器從基板看四個(gè)驅(qū)動(dòng)足的俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]為使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0030]如圖1-6所示，本實(shí)用新型提供一種多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器，包括金屬材質(zhì)的基板I和從基板I的一側(cè)伸出的四個(gè)相同的驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5，每個(gè)驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5的相同兩側(cè)均粘貼有沿厚度方向極化的壓電陶瓷片21、22、31、32、41、42、51、52，基板I為矩形、圓形或橢圓形，驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5繞基板I的中心矩形分布于基板I上。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的四個(gè)驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5繞基板中心矩形分布于基板I上，代替?zhèn)鹘y(tǒng)四條驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5從左到右呈一字排列，使得本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)器的各驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5處于完全結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)器裝夾好后，每個(gè)驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5的邊界條件完全一樣，從而使得四條驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5的協(xié)調(diào)變形更加完美，四條驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5的諧振頻率和端部的橢圓變形完全一致，提高了驅(qū)動(dòng)器的工作性能。
[0032]在圖1所示的實(shí)施例中，基板I為矩形，四個(gè)驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5繞基板I中心矩形分布于基板I邊緣。
[0033]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，不像已有的驅(qū)動(dòng)器的四個(gè)驅(qū)動(dòng)足排列成一排，而是對(duì)稱(chēng)分布在基板I的邊緣上，這增加了精密微動(dòng)臺(tái)整體設(shè)計(jì)的靈活性，如果在精密微動(dòng)臺(tái)設(shè)計(jì)中，將其埋入精密微動(dòng)臺(tái)內(nèi)部，則整體結(jié)構(gòu)會(huì)比較小。
[0034]接著，由于采用壓電雙晶片結(jié)構(gòu)，所以本實(shí)用新型工作時(shí)，可以采用多種加電方式，優(yōu)選的，如圖2所示，我們以一個(gè)驅(qū)動(dòng)足11為例來(lái)說(shuō)明驅(qū)動(dòng)足的極化與加電方式，壓電陶瓷片12、13的兩面被電極，其中一面靠近驅(qū)動(dòng)足11的電極接地信號(hào)，另一面遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)足11的電極加電信號(hào)。
[0035]工作時(shí)，在壓電陶瓷片21、22、31、32、41、42、51、52的厚度方向上相鄰的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)足為一組，每個(gè)驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5上的兩個(gè)壓電陶瓷片21、22、31、32、41、42、51、52的極化方向相反，同一組內(nèi)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5的壓電陶瓷片21、22、31、32、41、42、51、52的極化方式相同，加電方式相反，不同組內(nèi)的驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5的極化方式和加電方式都相同。
[0036]對(duì)驅(qū)動(dòng)足11，如圖2所示，驅(qū)動(dòng)足11的第一片壓電陶瓷12的左側(cè)電極接入電信號(hào)A(t)，右側(cè)電極接地，驅(qū)動(dòng)足11的第二條壓電陶瓷13的右側(cè)接入電信號(hào)B (t)，左側(cè)電極接地。其中，電信號(hào)A(t)和B(t)如圖3所示，當(dāng)A、B電信號(hào)處于圖3中的①時(shí)，A、B都為正，此時(shí)單個(gè)驅(qū)動(dòng)足的第一片壓電陶瓷12和單個(gè)驅(qū)動(dòng)足的第二片壓電陶瓷13都發(fā)生伸長(zhǎng)，單個(gè)驅(qū)動(dòng)足11發(fā)生伸長(zhǎng)變形，此時(shí)單個(gè)驅(qū)動(dòng)足11的觸點(diǎn)14的Q點(diǎn)在橢圓的最上端，如圖2中的①；當(dāng)A、B電信號(hào)處于圖3中的②時(shí)，A為負(fù)，B為正，此時(shí)單個(gè)驅(qū)動(dòng)足11的第一片壓電陶瓷12收縮，單個(gè)驅(qū)動(dòng)足11的第二條壓電陶瓷13伸長(zhǎng)，單個(gè)驅(qū)動(dòng)足11發(fā)生向左的彎曲變形，此時(shí)單個(gè)驅(qū)動(dòng)足的觸點(diǎn)14的Q點(diǎn)處于橢圓的最左端，如圖2中的②；當(dāng)A，B電信號(hào)處于圖3中的③時(shí)，A，B都為負(fù)，此時(shí)驅(qū)動(dòng)足11的第一片壓電陶瓷12和驅(qū)動(dòng)足11的第二條壓電陶瓷13都發(fā)生收縮，驅(qū)動(dòng)足11發(fā)生收縮變形，此時(shí)驅(qū)動(dòng)足11的觸點(diǎn)14的Q點(diǎn)處于橢圓的最下端，如圖2中的③；當(dāng)A，B電信號(hào)處于圖3中的④時(shí)，A為正，B為負(fù)，此時(shí)驅(qū)動(dòng)足11的第一片壓電陶瓷12伸長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)足11的第二條壓電陶瓷13收縮，驅(qū)動(dòng)足11發(fā)生向右的彎曲變形，此時(shí)驅(qū)動(dòng)足11的觸點(diǎn)14的Q點(diǎn)處于橢圓的最右端，如圖2中的④；當(dāng)A，B電信號(hào)以圖3中①②③④方式周期性連續(xù)變化時(shí)，驅(qū)動(dòng)足11的觸點(diǎn)14的Q點(diǎn)將產(chǎn)生圖2中①②③④的連續(xù)變形，從而形成驅(qū)動(dòng)足11的觸點(diǎn)14的Q點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡。
[0037]每?jī)蓚€(gè)這樣的驅(qū)動(dòng)足2、3或4、5構(gòu)成一組，驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)件向前運(yùn)動(dòng)。對(duì)第一組驅(qū)動(dòng)足2、3兩邊壓電陶瓷21、22、31、32按圖5所示的方式進(jìn)行極化和加電，第二組驅(qū)動(dòng)足4、5兩邊壓電陶瓷41、42、51、52的極化和加電方式和第一組相同。在圖5中，驅(qū)動(dòng)足2、3兩邊的壓電陶瓷21、22、31、32極化方式相同，而加電相反，這樣就可以使得每組內(nèi)兩驅(qū)動(dòng)足之間的運(yùn)動(dòng)對(duì)稱(chēng)，產(chǎn)生如圖4所示的橢圓運(yùn)動(dòng)。
[0038]兩組之間驅(qū)動(dòng)足的大小方向，結(jié)構(gòu)組成，加電方式，和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同，可以增大被驅(qū)動(dòng)件(即滑條)的輸出力，每組內(nèi)的兩驅(qū)動(dòng)足之間大小方向相同，運(yùn)動(dòng)獨(dú)立，并且會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的橢圓運(yùn)動(dòng)使得驅(qū)動(dòng)器可以輸出連續(xù)的位移。
[0039]本實(shí)用新型還可以有多種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)形式，為制作簡(jiǎn)便，優(yōu)選方式如圖7所示，基板19為長(zhǎng)方形,驅(qū)動(dòng)足15、16、17、18在基板19的長(zhǎng)度方向上是一字排列的；而壓電陶瓷片
151、152、161、162、171、172、181、182沿基板19側(cè)面方向設(shè)置于所述驅(qū)動(dòng)足上15、16、17、18上。如圖8所示，為從基板19向驅(qū)動(dòng)足15、16、17、18看去，壓電陶瓷片151、152、161、162、171、172、181、182的粘貼方式圖。
[0040]驅(qū)動(dòng)足加電產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，壓電陶瓷片151、152、161、162、171、172、181、182貼在驅(qū)動(dòng)器基體的外側(cè)(如圖8)，相對(duì)壓電陶瓷片21、22、31、32、41、42、51、52貼在驅(qū)動(dòng)器基體的內(nèi)側(cè)(如圖6)具有更大的空間，方便壓電陶瓷片的粘貼和引線(xiàn)，同時(shí)，這種結(jié)構(gòu)方式也減小了壓電陶瓷片兩面電極短路的可能性。另一方面，由于振動(dòng)波是沿著壓電陶瓷陶瓷片151、
152、161、162、171、172、181、182振動(dòng)方向傳遞的，即垂直于壓電陶瓷片151、152、161、162、
171、172、181、182方向傳導(dǎo)，為了減弱振動(dòng)波對(duì)壓電陶瓷片151、152、161、162、171、172、181,182的影響，而將壓電陶瓷片151、152、161、162、171、172、181、182垂直于驅(qū)動(dòng)足排列方向粘貼于所述四個(gè)驅(qū)動(dòng)足15、16、17、18上，使每個(gè)驅(qū)動(dòng)足15、16、17、18之間影響很小幾乎可以忽略。
[0041]同樣的，驅(qū)動(dòng)足有多種極化與加電方式，優(yōu)選的，驅(qū)動(dòng)足15、16、17、18采用與驅(qū)動(dòng)足11(圖2)相同的極化與加電方式，如圖7所示，驅(qū)動(dòng)足15、16、17、18沿基板的中心方向?qū)ΨQ(chēng)分為兩組，每個(gè)驅(qū)動(dòng)足15、16、17、18上的兩個(gè)壓電陶瓷片151、152、161、162、171、172、181,182的極化方向相反，同一組內(nèi)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)足15、16或者17、18的壓電陶瓷片151、152、161、162、171、172、181、182的極化方式相同，加電方式相反，不同組內(nèi)的驅(qū)動(dòng)足15、16、17、18的極化方式和加電方式都相同，具體工作過(guò)程如前所述。
[0042]兩組之間驅(qū)動(dòng)足15、16和17、18的大小方向，加電方式，完全相同，同時(shí)加電時(shí)可以增大被驅(qū)動(dòng)件(即滑條)的輸出力。
[0043]作為對(duì)本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5與基板I或者驅(qū)動(dòng)足15、16、17、18與基板19交接處，在基板I或19與壓電陶瓷片21、22、31、32、41、42、51、52或者151、152、161、162、171、172、181、182之間可以設(shè)置有絕緣凸臺(tái)(未示出)，絕緣凸臺(tái)的高度小于壓電陶瓷片 21、22、31、32、41、42、51、52 或者 151、152、161、162、171、172、181、182 的厚度。由于驅(qū)動(dòng)器工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)足處于高頻振動(dòng)狀態(tài)，該結(jié)構(gòu)有效的避免了應(yīng)力集中和疲勞損壞；并且絕緣凸臺(tái)的高度小于壓電陶瓷片21、22、31、32、41、42、51、52或者151、152、161、162、171、
172、181、182的厚度，避免壓電陶瓷片 21、22、31、32、41、42、51、52 或者 151、152、161、162、171、172、181、182的邊緣面與基板I或19接觸，從而避免了壓電陶瓷片21、22、31、32、41、42、51、52或者151、152、161、162、171、172、181、182上下表面電極短路。優(yōu)選的，絕緣凸臺(tái)的高度為壓電陶瓷片 21、22、31、32、41、42、51、52 或者 151、152、161、162、171、172、181、182的厚度的一半。
[0044]本實(shí)用新型中，如圖1所示，驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5或者15、16、17、18的遠(yuǎn)端面上粘貼有抗磨損的觸點(diǎn)6、7、8、9或者61、62、63、64，觸點(diǎn)6、7、8、9或者61、62、63、64為T(mén)形，觸點(diǎn)6、
7、8、9或者61、62、63、64與被驅(qū)動(dòng)件線(xiàn)接觸。
[0045]在驅(qū)動(dòng)足與被驅(qū)動(dòng)件之間添加有抗磨損的觸點(diǎn),避免了驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5或者15、16、17、18本身直接參與摩擦，增強(qiáng)了驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5或者15、16、17、18的耐磨度，從而增強(qiáng)了驅(qū)動(dòng)器的性能，包括壽命和精度。本實(shí)用新型的觸點(diǎn)可以采用多種結(jié)構(gòu)形式，優(yōu)選的采用T形結(jié)構(gòu)，如圖6所示，順著驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5或者15、16、17、18向基板I或者19看去，接觸線(xiàn)位于驅(qū)動(dòng)足驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5或者15、16、17、18中間，使用T形結(jié)構(gòu)的觸點(diǎn)，使得線(xiàn)接觸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的點(diǎn)接觸和面接觸，有效增強(qiáng)了驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)性能。
[0046]實(shí)際生產(chǎn)制作時(shí)，觸點(diǎn)可以采用各種合適的材料，優(yōu)選的，觸點(diǎn)6、7、8、9或者61、62、63、64的材料為氧化鋁結(jié)構(gòu)陶瓷。
[0047]為了簡(jiǎn)化制作工藝與流程，驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5或者15、16、17、18與基板I或者19為一體結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)足2、3、4、5或者15、16、17、18與基板I或者19的材質(zhì)優(yōu)選為黃銅、磷青銅、不銹鋼、鎳鐵合金、錫青銅、鋁鋼復(fù)合或鋁合金鍍鎳；將單層壓電陶瓷片粘貼在金屬基體上，避免PI的多層壓電陶瓷結(jié)構(gòu)，大大降低制造工藝和制造成本，并且金屬易于加工和裝夾。
[0048]本實(shí)用新型還提供一種包括上述多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器的精密微動(dòng)臺(tái)，由于壓電驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與上相同，此處不再贅述。
[0049]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0050]1、本實(shí)用新型的精密微動(dòng)臺(tái)中壓電驅(qū)動(dòng)器的四個(gè)驅(qū)動(dòng)足繞基板中心矩形分布于基板上，使得各驅(qū)動(dòng)足處于完全結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)器裝夾好后，每個(gè)驅(qū)動(dòng)足的邊界條件完全一樣，從而使得四條驅(qū)動(dòng)足的協(xié)調(diào)變形更加完美，四條驅(qū)動(dòng)足的諧振頻率和端部的橢圓變形完全一致，提高了驅(qū)動(dòng)器的工作性能，也提高了精密微動(dòng)臺(tái)的工作性能。
[0051]2、壓電陶瓷片貼在驅(qū)動(dòng)器基體的外側(cè)，相對(duì)壓電陶瓷片貼在驅(qū)動(dòng)器基體的內(nèi)側(cè)(如圖6)具有更大的空間，方便壓電陶瓷片的粘貼和引線(xiàn)，同時(shí)也減小了壓電陶瓷片兩面電極短路的可能性。另一方面，由于振動(dòng)波是沿著壓電陶瓷陶瓷片振動(dòng)方向傳遞的，即垂直于壓電陶瓷片方向傳導(dǎo)，為了減弱振動(dòng)波對(duì)壓電陶瓷片的影響，而將壓電陶瓷片沿所述基板寬度方向設(shè)置于所述驅(qū)動(dòng)足兩側(cè)，使每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)足之間影響很小幾乎可以忽略。
[0052]以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器，包括金屬材質(zhì)的基板和從所述基板的一側(cè)伸出的四個(gè)相同的驅(qū)動(dòng)足，每個(gè)驅(qū)動(dòng)足的相同兩側(cè)均設(shè)置有沿厚度方向極化的壓電陶瓷片，其特征在于，所述基板為矩形、圓形或橢圓形，所述驅(qū)動(dòng)足繞所述基板的中心矩形分布于所述基板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述壓電陶瓷片的兩面被電極，其中一面靠近所述驅(qū)動(dòng)足的電極接地信號(hào)，另一面遠(yuǎn)離所述驅(qū)動(dòng)足的電極加電信號(hào)； 在所述壓電陶瓷片的厚度方向上相鄰的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)足為一組，每個(gè)驅(qū)動(dòng)足上的兩個(gè)壓電陶瓷片的極化方向相反，同一組內(nèi)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)足的壓電陶瓷片的極化方式相同，加電方式相反，不同組內(nèi)的驅(qū)動(dòng)足的極化方式和加電方式都相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述基板為長(zhǎng)方形，所述驅(qū)動(dòng)足在所述基板的長(zhǎng)度方向上一字排列；所述壓電陶瓷片沿所述基板的寬度方向設(shè)置于所述驅(qū)動(dòng)足的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述壓電陶瓷片的兩面被電極，其中一面靠近所述驅(qū)動(dòng)足的電極接地信號(hào)，另一面遠(yuǎn)離所述驅(qū)動(dòng)足的電極加電信號(hào)； 所述驅(qū)動(dòng)足沿所述基板的中間對(duì)稱(chēng)分為兩組，每個(gè)驅(qū)動(dòng)足上的兩個(gè)壓電陶瓷片的極化方向相反，同一組內(nèi)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)足的壓電陶瓷片的極化方式相同，加電方式相反，不同組內(nèi)的驅(qū)動(dòng)足的極化方式和加電方式都相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)足與基板交接處，在所述基板與所述壓電陶瓷片之間設(shè)置有絕緣凸臺(tái)，所述絕緣凸臺(tái)的高度小于所述壓電陶瓷片的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述絕緣凸臺(tái)的高度為所述壓電陶瓷片的厚度的一半。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)足的遠(yuǎn)端面上粘貼有抗磨損的觸點(diǎn)，所述觸點(diǎn)為T(mén)形，所述觸點(diǎn)與被驅(qū)動(dòng)件線(xiàn)接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述觸點(diǎn)的材料為氧化鋁結(jié)構(gòu)陶瓷。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)足與基板為一體結(jié)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)足與所述基板的材質(zhì)為黃銅、磷青銅、不銹鋼、鎳鐵合金、錫青銅、鋁鋼復(fù)合或鋁合金鍍鎳。
10.一種精密微動(dòng)臺(tái)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的多驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)仿生直線(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器。
【文檔編號(hào)】H02N2/02GK204013280SQ201420417048
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】祝聰, 崔宏超, 褚祥誠(chéng) 申請(qǐng)人:北京派和科技股份有限公司