一種變阻尼壓電驅動器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種變阻尼壓電驅動器，包括壓電振子、質量塊和復合懸臂，壓電振子的兩端分別固定連接在質量塊和復合懸臂上，復合懸臂為薄片型結構且由低摩擦彈性材料和高摩擦彈性材料層合構成，低摩擦彈性材料和高摩擦彈性材料都為薄片型結構且尺寸相同，低摩擦彈性材料和高摩擦彈性材料的摩擦系數(shù)不同，壓電陶瓷和彈性基板的粘接面與低摩擦彈性材料和高摩擦彈性材料的層合面平行，壓電振子的彎曲運動帶動復合懸臂的彎曲，復合懸臂中不同摩擦系數(shù)的材料接觸工作平面，驅動器定向運動，本實用新型在復雜環(huán)境中也能工作，環(huán)境適用性強，并且由于是彈性材料接觸，復合懸臂磨損也能正常工作，使用壽命長。
【專利說明】
一種變阻尼壓電驅動器
技術領域
[0001]本實用新型屬于壓電驅動領域，具體涉及一種變阻尼壓電驅動器。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發(fā)展，微型驅動技術在超精密機械及其制造、精密測量、生物醫(yī)療等學科領域中占據(jù)越來越重要的地位，微型驅動器在民用方面也越來越受到關注。壓電陶瓷材料具備高精度、響應快、驅動功率低、工作頻率寬、不受電磁干擾等優(yōu)點，因此近年來，對于由此類元件作為驅動源的精密驅動器得到較快發(fā)展。然而，現(xiàn)有的壓電式微型驅動器結構相對復雜，加工困難，成本較高，并且多為剛性結構，工作時驅動器直接與工作平面剛性接觸，對工作環(huán)境的要求相對較高、適用性不強，因此設計一種結構簡單、運動穩(wěn)定、環(huán)境適用性強的微小型驅動器十分必要。
【發(fā)明內容】
[0003]為解決目前微型壓電驅動器運動不穩(wěn)定、適用性不強等問題，提出了一種變阻尼壓電驅動器，該驅動器由壓電振子、質量塊和復合懸臂組成，壓電振子在交變電流的作用下產(chǎn)生彎曲變形，壓電振子的彎曲帶動復合懸臂彎曲，在一個工作循環(huán)過程中，結合復合懸臂不同摩擦系數(shù)的彈性材料的作用，驅動器朝向摩擦系數(shù)較小的材料一側運動。本實用新型與目前驅動器相比，運動更加穩(wěn)定，使用壽命長且環(huán)境適用性強。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0005]本實用新型一種變阻尼壓電驅動器，包括壓電振子和質量塊，其特征還在于包括復合懸臂，其中兩個所述所述壓電振子的一端分別固定連接等量的所述復合懸臂，兩個所述壓電振子的另一端固定連接在所述質量塊上;所述復合懸臂為薄片型結構且由低摩擦彈性材料和高摩擦彈性材料層合構成，所述低摩擦彈性材料和所述高摩擦彈性材料都為薄片型結構且尺寸相同，所述低摩擦彈性材料的摩擦系數(shù)小于所述高摩擦彈性材料的摩擦系數(shù)，所有的所述低摩擦彈性材料面向同一側;所述壓電振子由壓電陶瓷和彈性基板粘接構成，所述壓電陶瓷和所述彈性基板的粘接面與所述低摩擦彈性材料和所述高摩擦彈性材料的層合面平行。
[0006]所述壓電振子和對應的所述復合懸臂的數(shù)量為M行N列個，M大于等于2，N大于等于2。
[0007]工作時，將驅動器放置在工作平面上，復合懸臂與工作平面接觸。壓電振子作為動力源在交變電壓的作用下發(fā)生往復彎曲變形，壓電振子帶動復合懸臂產(chǎn)生彎曲。如圖3所示，壓電振子向左彎曲運動到最大振幅位置為左極限位置，如實線所示;壓電振子向右彎曲運動到最大振幅位置為右極限位置，如虛線所示。如圖3中的上側圖所示，壓電振子從左極限位置運動到右極限位置，摩擦系數(shù)較小的低摩擦彈性材料接觸工作平面，復合懸臂受到壓電振子向右的作用力向右運動，質量塊受到壓電振子向左的反作用力向左運動，質量塊向左運動的距離為A，此過程稱為前半程;緊接著，如圖3中的下側圖所示，壓電振子從右極限位置運動到左極限位置，接觸工作平面的材料由摩擦系數(shù)較小的低摩擦彈性材料變?yōu)槟Σ料禂?shù)較大的高摩擦彈性材料，復合懸臂受到壓電振子向左的作用力向左運動，質量塊受到壓電振子向右的反作用力向右運動，質量塊向右運動的距離為B，此過程稱為后半程。后半程相比于前半程，復合懸臂受到的摩擦力較大則運動距離小，由于極限位置時壓電振子的振幅不變，故后半程質量塊的運動距離B大于前半程質量塊運動的距離A。前半程加后半程為驅動器的一個工作循環(huán)，以質量塊為基準，驅動器完成一個工作循環(huán)所運動的距離為B-A，驅動器向右運動。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型一種變阻尼壓電驅動器的裝配圖。
[0009]圖2是本實用新型中復合懸臂的結構示意圖。
[0010]圖3是本實用新型工作時的運動示意圖。
【具體實施方式】
[0011]參照圖1和圖2，本實用新型一種變阻尼壓電驅動器，包括壓電振子1、質量塊2和復合懸臂3，兩個所述所述壓電振子I的一端分別固定連接等量的所述復合懸臂3，兩個所述壓電振子I的另一端固定連接在所述質量塊2上;所述復合懸臂3為薄片型結構且由低摩擦彈性材料31和高摩擦彈性材料32層合構成，所述低摩擦彈性材料31和所述高摩擦彈性材料32都為薄片型結構且尺寸相同，所述低摩擦彈性材料31的摩擦系數(shù)小于所述高摩擦彈性材料32的摩擦系數(shù)，所有的所述低摩擦彈性材料31面向同一側;所述壓電振子I由壓電陶瓷11和彈性基板12粘接構成，所述壓電陶瓷11和所述彈性基板12的粘接面與所述低摩擦彈性材料31和所述高摩擦彈性材料32的層合面平行。
[0012]工作時，壓電振子I在交變電流的作用下產(chǎn)生彎曲變形，壓電振子I的彎曲帶動復合懸臂彎曲3，在一個工作循環(huán)過程中，結合復合懸臂3不同摩擦系數(shù)的彈性材料的作用，驅動器朝向摩擦系數(shù)較小的材料一側運動。
【主權項】
1.一種變阻尼壓電驅動器，包括壓電振子(I)和質量塊(2)，其特征還在于包括復合懸臂(3)，其中: 兩個所述所述壓電振子(I)的一端分別固定連接等量的所述復合懸臂(3)，兩個所述壓電振子(I)的另一端固定連接在所述質量塊(2)上;所述復合懸臂(3)為薄片型結構且由低摩擦彈性材料(31)和高摩擦彈性材料(32)層合構成，所述低摩擦彈性材料(31)和所述高摩擦彈性材料(32)都為薄片型結構且尺寸相同，所述低摩擦彈性材料(31)的摩擦系數(shù)小于所述高摩擦彈性材料(32)的摩擦系數(shù)，所有的所述低摩擦彈性材料(31)面向同一側;所述壓電振子(I)由壓電陶瓷(11)和彈性基板(12)粘接構成，所述壓電陶瓷(11)和所述彈性基板(12)的粘接面與所述低摩擦彈性材料(31)和所述高摩擦彈性材料(32)的層合面平行。2.根據(jù)權利要求一所述的一種變阻尼壓電驅動器，其特征在于:所述壓電振子(I)和對應的所述復合懸臂(3)的數(shù)量為M行N列個，M大于等于2，N大于等于2。
【文檔編號】H02N2/12GK205666773SQ201620579814
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】吳越, 王旭, 任露泉, 劉慶萍, 王京春, 宋正義
【申請人】吉林大學