[发明专利]压电致动器和微流体设备

权利要求书

1.一种压电致动器(100，200)，包括：

可挠曲的致动器膜(102，202)，以及

至少一个压电元件(104，204)，所述至少一个压电元件(104，204)可操作用于根据施加到所述压电元件(104，204)的电场进行膨胀和收缩运动，其中，所述压电元件(104，204)附接到所述致动器膜(102，202)的一部分，以用于对所述膜(102，202)施加机械力，

其中，所述压电元件(104，204)使所述膜(102，202)的中心区域敞开并且具有与所述致动器膜(104，204)的轮廓不一致的外围轮廓。

2.根据权利要求1所述的压电致动器，其中，所述压电元件(104，204)包括至少一个环形平面板，所述至少一个环形平面板附接到所述膜以利用所述压电元件(104，204)的环形内部区域覆盖所述膜(102，202)的环形外围区域。

3.根据权利要求2所述的压电致动器，其中，所述压电元件包括第一环形平面板(104A；204A)和第二环形平面板(104B；204B)，所述第一环形平面板和所述第二环形平面板的外径和/或内径彼此不同，其中，所述第一环形平面板和所述第二环形平面板附接到所述膜的相对的外围表面。

4.根据权利要求2或3所述的压电致动器，其中，所述第一环形平面板(604A)和所述第二环形平面板(604B)具有不同的厚度。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的压电致动器，其中，所述第一环形平面板(1004A)和所述第二环形平面板(1004B)之间的空隙至少部分由间隔件材料(1016)填充。

6.根据权利要求1所述的压电致动器，其中，所述压电元件(204)包括至少一个环形平面板，所述至少一个环形平面板附接到所述膜(202)并且具有比所述膜的外径大的外径。

7.根据权利要求1所述的压电致动器，其中，所述压电元件包括至少一个环形平面板(1404)，所述至少一个环形平面板(1404)在所述膜(1402)的外圆周端面(1418)处邻接地附接到所述膜。

8.根据权利要求7所述的压电致动器，其中，所述压电元件(1704)附接到所述膜(1702)的所述外圆周端面的仅一部分。

9.根据前述权利要求中任一项所述的压电致动器，其中，所述膜(302，402)的厚度沿着所述膜的径向方向变化。

10.根据前述权利要求中任一项所述的压电致动器，其中，所述膜(1102，2402)包括由不同材料制造的区域。

11.根据前述权利要求中任一项所述的压电致动器，还包括至少一个弯曲压电元件(1214)，所述至少一个弯曲压电元件(1214)在所述膜的中心区域(1212)中附接到所述膜，以用于对所述膜施加弯曲力矩。

12.根据前述权利要求中任一项所述的压电致动器，其中，所述膜(1802)包括具有材料改性的区域(1824)，使得所述膜在所述压电元件没有对所述膜施加力的情况下具有预定的挠曲形状。

13.一种微流体设备，包括根据前述权利要求中任一项所述的压电致动器(1000)。

14.根据权利要求13所述的微流体设备，包括至少两个流体端口和阀座(2538)，所述阀座(2538)围绕所述端口中的一个端口(2534)设置并且从该端口朝向所述膜(1002)突出，使得可挠曲的所述膜可操作用于分别通过变成与所述阀座(2538)接触和离开所述阀座(2538)来关闭和打开流体路径(2540)。

15.根据权利要求13所述的微流体设备，包括至少两个流体端口，其中，所述致动器可操作用于将流体从所述端口中的至少一个端口排出。