本發(fā)明涉及壓電陶瓷器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器。

背景技術(shù)：

隨著驅(qū)動(dòng)器技術(shù)的發(fā)展，壓電驅(qū)動(dòng)器技術(shù)得到迅速發(fā)展。目前普遍采用的壓電驅(qū)動(dòng)器為多層共燒壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器。

相對(duì)于傳統(tǒng)的電磁驅(qū)動(dòng)器，多層共燒壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器具有諸多優(yōu)點(diǎn)：1，響應(yīng)速度快，壓電驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)時(shí)間為0.01-0.1ms，電磁驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)時(shí)間為2-5ms；2，頻率高，壓電驅(qū)動(dòng)器可達(dá)每秒1000hz，而電磁驅(qū)動(dòng)器只能達(dá)到每秒100hz；3，驅(qū)動(dòng)電壓低，有利于器件小型化。

然而，現(xiàn)有的壓電驅(qū)動(dòng)器也存在明顯的弊端：1，制造成本高、整條生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)備十分昂貴，生產(chǎn)周期長(zhǎng)、產(chǎn)量低、工藝復(fù)雜；目前僅有少數(shù)幾家企業(yè)能夠生產(chǎn)；2，內(nèi)電極可靠性低，內(nèi)電極引出和內(nèi)電極封裝工藝復(fù)雜，容易出現(xiàn)電極斷裂、擊穿；3，壓電陶瓷材料的耐張強(qiáng)度（3×107n/m2）僅為耐壓強(qiáng)度的十分之一，在大功率狀態(tài)下容易損壞。

主要原因在于：現(xiàn)有的多層共燒壓電驅(qū)動(dòng)器是先將陶瓷膜片印刷上內(nèi)電極然后疊加很多層后高溫?zé)Y(jié)，再將數(shù)個(gè)燒結(jié)好的壓電陶瓷疊堆用膠水粘接在一起，燒結(jié)過(guò)程中側(cè)邊電極受材料燒結(jié)收縮的影響容易斷裂，而且粘接多個(gè)疊堆的膠水老化后也會(huì)產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象，影響其壽命，而且由于現(xiàn)有壓電驅(qū)動(dòng)器采用在陶瓷膜片印制電極的方式，電極非常薄，在燒制過(guò)程和使用過(guò)程中十分容易斷裂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，本發(fā)明利用壓電陶瓷層夾疊的夾心結(jié)構(gòu)可以很好地避免高溫?zé)Y(jié)、膠水粘接方式，提高驅(qū)動(dòng)器的可靠性，同時(shí)提高了產(chǎn)品合格率，大幅降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，包括夾持座、夾持蓋和多個(gè)壓電陶瓷片，多個(gè)壓電陶瓷片形成若干層壓電陶瓷片疊加于夾持座和夾持蓋之間，壓電陶瓷片與夾持座、夾持蓋通過(guò)螺桿連接，每層壓電陶瓷片包括并排的、極性相反的兩個(gè)壓電陶瓷片，相鄰的兩個(gè)壓電陶瓷片的極性均相反，相鄰的兩層壓電陶瓷片之間均設(shè)置有電極片，多個(gè)壓電陶瓷片通過(guò)結(jié)構(gòu)串聯(lián)、電性并聯(lián)的方式連接。

優(yōu)選地，所述電極片為銅電極片。

進(jìn)一步地，所述電極片厚度為0.05mm-0.3mm。

另外，相鄰的電極片的一端向相反方向延伸，間隔的電極片的延伸端均引出并相連接，以分別連接電源的正負(fù)極。

進(jìn)一步地，所述夾持座設(shè)有安裝孔，以便將夾持座固定安裝。

此外，所述夾持蓋為金屬蓋，所述夾持座為金屬座；采用上下金屬蓋夾持的方式，可以大大提高驅(qū)動(dòng)器的可靠性。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明利用夾持座和夾持蓋將多個(gè)壓電陶瓷層夾持在中間，從而很好地避免了高溫?zé)Y(jié)、膠水粘接方式帶來(lái)的弊端，大大提高了驅(qū)動(dòng)器的可靠性；并且本發(fā)明采用結(jié)構(gòu)串聯(lián)、電性并聯(lián)的方式，在保證大形變量的同時(shí)還降低了驅(qū)動(dòng)電壓。

附圖說(shuō)明

利用附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖和以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)施例提供的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，包括夾持座5、夾持蓋2和多個(gè)壓電陶瓷片3，多個(gè)壓電陶瓷片3形成若干層壓電陶瓷片3疊加于夾持座5和夾持蓋2之間，壓電陶瓷片3與夾持座5、夾持蓋2通過(guò)螺桿1連接，每層壓電陶瓷片3包括并排的、極性相反的兩個(gè)壓電陶瓷片3，相鄰的兩個(gè)壓電陶瓷片3的極性均相反，相鄰的兩層壓電陶瓷片3之間均設(shè)置有電極片4，多個(gè)壓電陶瓷片3通過(guò)結(jié)構(gòu)串聯(lián)、電性并聯(lián)的方式連接。

如圖1所示，夾持座5和夾持蓋2中間疊加的若干層壓電陶瓷片3中，每層壓電陶瓷片3均包括兩個(gè)單體壓電陶瓷片3，兩個(gè)壓電陶瓷片3左右并排設(shè)置于同一層，并且，這兩個(gè)單體壓電陶瓷片3的極性相反，此外，若干層壓電陶瓷片中，任何相鄰的壓電陶瓷片3的極性均相反。如此設(shè)置，可以使得當(dāng)給壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器施加正電壓時(shí)，以圖1的正視方向?yàn)閰⒖挤较?，左邊的所有壓電陶瓷?均沿厚度方向伸長(zhǎng)（如圖1左邊陶瓷片中的小箭頭所示），右邊的所有壓電陶瓷片3均沿厚度方向縮短（如圖1右邊陶瓷片中的小箭頭所示），從而使得壓電驅(qū)動(dòng)器整體往右彎曲變形。當(dāng)施加負(fù)電壓時(shí)，則相反，壓電驅(qū)動(dòng)器整體往左彎曲變形；產(chǎn)生的形變量即為驅(qū)動(dòng)器的位移量。

因?yàn)閴弘娞沾善暮穸确较蛐巫兞績(jī)H為厚度的千分之一，因此本實(shí)施例采用多個(gè)壓電陶瓷片結(jié)構(gòu)串聯(lián)，從而可以增大形變量。本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，通過(guò)調(diào)節(jié)壓電陶瓷片的層數(shù)可以獲得不同的形變量。

另外，壓電陶瓷的驅(qū)動(dòng)電壓為200v/mm，壓電陶瓷片的厚度越厚則所需的驅(qū)動(dòng)電壓越高；本實(shí)施例中的多個(gè)壓電陶瓷片采用電性并聯(lián)連接，可以降低驅(qū)動(dòng)電壓。而且，壓電陶瓷的厚度方向形變量與施加電壓的大小成正比例，在允許的電壓范圍內(nèi)，施加電壓越大，形變量也越大，從而得到的位移量也越大。

綜上，本實(shí)施例的多個(gè)壓電陶瓷片采用結(jié)構(gòu)串聯(lián)、電性并聯(lián)的方式連接，在增加形變量的同時(shí)還可以降低驅(qū)動(dòng)電壓。

通過(guò)本實(shí)施例提供的壓電驅(qū)動(dòng)器可以獲得不同的位移量，將其廣泛應(yīng)用于精密位移平臺(tái)、光學(xué)控制、壓電噴油嘴、壓電點(diǎn)膠噴射閥等精密控制領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的精密控制。為了方便與其它部件配合，夾持座5還設(shè)置有安裝孔，例如，可以在夾持座5的兩端分別設(shè)置安裝孔（圖1中未示出），以便將壓電驅(qū)動(dòng)器固定安裝于應(yīng)用設(shè)備中，從而實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的控制。

在本實(shí)施例中，將若干層壓電陶瓷片3疊加在夾持座5和夾持蓋2之間，并通過(guò)螺桿1連接在一起；相比于現(xiàn)有的多層共燒壓電驅(qū)動(dòng)器采用膠水將多個(gè)疊堆粘接的方式，本實(shí)施例提供的這種夾心式結(jié)構(gòu)可以使壓電陶瓷片3在大功率狀態(tài)下不容易損壞，大幅提升驅(qū)動(dòng)器的可靠性。

本實(shí)施例提供的壓電驅(qū)動(dòng)器通過(guò)施加正負(fù)電壓來(lái)獲得位移量，但考慮到電極片非常薄，為了避免施加過(guò)大的電壓而導(dǎo)致電極片過(guò)度彎曲變形甚至斷裂，作為優(yōu)選實(shí)施例，夾持座5和夾持蓋2可以選用金屬夾持座和金屬夾持蓋；采用上下金屬蓋夾持的方式，加上金屬的穩(wěn)固性，可以使得電極片只能在一定范圍內(nèi)形變，從而避免過(guò)度變形，進(jìn)而大大提高壓電驅(qū)動(dòng)器的可靠性。

如圖1所示，在壓電陶瓷層與層之間放置有電極片4，相鄰的電極片4的一端向相反方向（如圖1所示，向左右方向）延伸，間隔的電極片4的延伸端均引出并相連接，左右兩端分別連接電源的正負(fù)極；在本實(shí)施例中，優(yōu)先采用銅電極片，銅電極片的厚度可以為0.05~0.3mm，優(yōu)選為0.2mm，相比于現(xiàn)有的多層共燒壓電驅(qū)動(dòng)器中的內(nèi)電極（厚度僅為0.01mm），本實(shí)施例的銅電極片的厚度明顯增強(qiáng)，避免了容易斷裂的問(wèn)題，從而進(jìn)一步提高壓電驅(qū)動(dòng)器的可靠性。

本實(shí)施例采用的這種多個(gè)單體壓電陶瓷片夾心式結(jié)構(gòu)串聯(lián)、電性并聯(lián)的壓電驅(qū)動(dòng)器，充分利用了壓電陶瓷材料響應(yīng)速度快、頻率高、驅(qū)動(dòng)電壓低等優(yōu)點(diǎn)，而規(guī)避了壓電陶瓷材料的不耐張和多層共燒壓電驅(qū)動(dòng)器內(nèi)電極容易斷裂、擊穿等缺點(diǎn)，大幅提高了驅(qū)動(dòng)器的可靠性，并且工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)設(shè)備比多層共燒的壓電驅(qū)動(dòng)器的生產(chǎn)設(shè)備便宜，易于實(shí)現(xiàn)。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。