[发明专利]压电驱动装置及其驱动方法、机器人、电子部件输送装置

说明书

本申请提供压电驱动装置及其驱动方法、机器人、电子部件输送装置。在弯曲振动的共振频率高于纵向振动的共振频率的情况下，压电驱动装置的驱动控制是困难的。压电驱动装置具备压电振动体和驱动电路。压电振动体具备：沿第一方向延伸并与被驱动部件接触的触头；根据第一驱动电压在与第一方向交叉的方向上产生弯曲振动的第一压电元件；以及根据第二驱动电压在第一方向上产生纵向振动的第二压电元件。压电振动体构成为纵向振动的共振频率高于弯曲振动的共振频率。驱动电路将第一驱动电压及第二驱动电压的驱动频率设定为纵向振动的共振频率以上。

技术领域

本发明涉及压电驱动装置、以及具备压电驱动装置的机器人等各种装置。

背景技术

压电驱动装置是采用压电元件使振动体振动并利用其振动使被驱动部件移动的装置。在专利文献1记载的压电驱动装置中，利用纵向振动和弯曲振动使压电驱动装置的前端的触头产生椭圆运动，通过该触头的椭圆运动使被驱动部件移动。此外，在专利文献1中披露有如下所述的技术：将弯曲振动的共振频率设定得高于纵向振动的共振频率，通过将这两个共振频率之间的频率用作驱动电压的驱动频率来提高驱动效率。

专利文献1：日本专利特开2016-040994号公报

但是，本申请的发明人发现如专利文献1这样地，在弯曲振动的共振频率高于纵向振动的共振频率时，存在如下问题。即、在比弯曲振动的共振频率高的频率范围驱动了压电元件时，压电驱动装置的触头以边减少按压被驱动部件的力、边传递驱动力的牵引驱动模式(挽驱动(pull driving)模式)进行动作，因此，难以输出大的扭矩。另一方面，在纵向振动的共振频率与弯曲振动的共振频率之间的频率范围驱动了压电元件时，压电驱动装置的触头以边增大按压被驱动部件的力、边传递驱动力的按压驱动模式(推驱动(pushdriving)模式)进行动作，因此，可以输出大的扭矩。但是，可以实现该按压驱动模式的频率仅在纵向振动的共振频率与弯曲振动的共振频率之间，因此，在这两个共振频率接近的情况下，合适的驱动频率的范围极窄。因此，压电驱动装置的驱动特性变得非常尖(陡峭的山型的特性)，存在不易良好地控制的问题。

发明内容

本发明为解决上述问题的至少一部分而完成，可作为以下的方式而实现。

(1)根据本发明的一方式，提供一种驱动被驱动部件的压电驱动装置。该压电驱动装置具备：压电振动体；以及驱动电路，电气驱动所述压电振动体。所述压电振动体具备：触头，相对于所述被驱动部件沿着第一方向延伸并与所述被驱动部件接触；第一压电元件，根据从所述驱动电路供给的第一驱动电压，在与所述第一方向交叉的方向上产生弯曲振动；以及第二压电元件，根据从所述驱动电路供给的第二驱动电压，在所述第一方向上产生纵向振动。所述压电振动体构成为所述纵向振动的共振频率高于所述弯曲振动的共振频率。所述驱动电路将所述第一驱动电压及所述第二驱动电压的驱动频率设定为所述纵向振动的共振频率以上。

根据该方式，压电振动模块构成为纵向振动的共振频率高于弯曲振动的共振频率，因此，生成具有纵向振动的共振频率以上的驱动频率的电压作为第一驱动电压及第二驱动电压来驱动第一压电元件和第二压电元件，从而可以边稳定地产生大的扭矩，边驱动被驱动部件。

(2)在上述方式的压电驱动装置中，也可以是，所述驱动电路从高于所述纵向振动的共振频率的频率起对所述驱动频率进行降频扫描来将所述驱动频率设定为所述纵向振动的共振频率以上的频率。

根据该方式，以使驱动频率慢慢地接近纵向振动的共振频率的方式进行降频扫描，因此，能够以更稳定的状态来驱动被驱动部件。

(3)在上述方式的压电驱动装置中，也可以是，所述压电振动体还具备拾取电极(pickup electrode)，所述拾取电极检测所述压电振动体的振动并向所述驱动电路供给振动检测信号，所述驱动电路根据所述振动检测信号确定所述驱动频率，所述拾取电极配置于沿所述第一方向延伸的所述压电振动体的中心轴上的位置。