[发明专利]一种贴片式四足压电致动机构

说明书

一种贴片式四足压电致动机构，属于压电驱动技术领域。本发明包括金属基体、第一压电陶瓷(2‑1)、第二压电陶瓷(2‑2)，金属基体包括前变幅杆(1‑1)、后变幅杆(1‑2)、第一凹槽(1‑3)、第二凹槽(1‑4)、弹性拓扑结构A(1‑5)、弹性拓扑结构B(1‑6)，在目标模态特征频率交变电压的激励下，压电陶瓷产生长度伸缩振动，变幅杆将伸缩振动传递到弹性拓扑结构上，使弹性拓扑结构不断处于与平行壁面分离、接触的交替状态，实现整个压电致动机构的直线输出。本发明有效地解决了模态简并带来的结构设计过程繁琐及灵活性差的问题，并且贴片式结构使该压电致动机构实现了小型化设计。

技术领域

本发明属于压电驱动技术领域，具体涉及一种贴片式四足压电致动机构。

背景技术

压电驱动器通常利用两个或多个固有振动模态的复合实现驱动功能。对不同的固有振动模态进行复合的过程，称为频率简并(或模态简并)。频率简并需要通过不断调整模态特征频率的敏感参数，达到不同固有振动模态特征频率的协调一致。也就是说，经过频率简并之后，驱动器的各个结构参数就被固定下来，不能再进行进一步的调整和优化。然而，标准化和系列化是任何工业产品的必然需求，即要求工业产品能够根据实际工作状况和应用场合，在其结构尺寸、性能参数等方面进行灵活调整。频率简并过程，使得压电驱动器很明显不能满足根据实际工况灵活调整自身结构尺寸、并实现优化设计的需求，遑论实现驱动器的标准化、系列化。因此，根据实际驱动对象和工作空间，压电驱动器的灵活性设计的问题亟待解决。将压电驱动器与弹性拓扑结构进行融合设计，利用压电驱动器激励出弹性拓扑结构的相应振动实现驱动，能够有效地解决模态简并带来的压电驱动器设计灵活性差的问题。

发明内容

针对上述现有发明，本发明为了解决现有的压电驱动器因多个模态简并，所带来的结构设计过程的繁琐及灵活性差的问题，本发明提供了一种贴片式四足压电致动机构。

为实现上述目的，本发明公开了一种贴片式四足压电致动机构，包括金属基体、第一压电陶瓷(2-1)、第二压电陶瓷(2-2)，金属基体包括前变幅杆(1-1)、后变幅杆(1-2)、第一凹槽(1-3)、第二凹槽(1-4)、弹性拓扑结构A(1-5)、弹性拓扑结构B(1-6)，第一凹槽(1-3)位于金属基体中部的正面，第二凹槽(1-4)位于与第一凹槽位置相对应的金属基体背面，第一凹槽(1-3)和第二凹槽(1-4)的左端与前变幅杆(1-1)的一端相连接，前变幅杆(1-1)的另一端与弹性拓扑结构A(1-5)的外侧中间凹处相连接，第一凹槽(1-3)和第二凹槽(1-4)的右端与后变幅杆(1-2)的一端相连接，后变幅杆(1-2)的另一端与弹性拓扑结构B(1-6)的外侧中间凸处相连接，第一压电陶瓷(2-1)位于第一凹槽(1-3)中，第二压电陶瓷(2-2)位于第二凹槽(1-4)中。

金属基体为线切割一体件，弹性拓扑结构A(1-5)、弹性拓扑结构B(1-6)的厚度小于金属基体其他部分的厚度。

所述第一凹槽(1-3)、第二凹槽(1-4)、第一压电陶瓷(2-1)、第二压电陶瓷(2-2)的结构尺寸相同。

第一压电陶瓷(2-1)、第二压电陶瓷(2-2)均沿厚度方向极化，且极化方向相反。

弹性拓扑结构A(1-5)和弹性拓扑结构B(1-6)具有相同的结构尺寸，弹性拓扑结构A(1-5)与贴片式四足压电致动机构轴线的夹角为60度，弹性拓扑结构B(1-6)与贴片式四足压电致动机构轴线的夹角为120度。

本发明的有益效果在于：

本发明将压电驱动器与弹性拓扑结构进行融合设计，利用压电驱动器激励出弹性拓扑结构的相应振动实现驱动，有效地解决了模态简并带来的结构设计过程繁琐及灵活性差的问题，此外，贴片式结构使该压电致动机构实现了小型化设计。

附图说明

图1为本发明所述的贴片式四足压电致动机构的三维结构、爆炸结构、压电陶瓷分布和极化情况的示意图；