[发明专利]压电陶瓷致动器

说明书

本发明公开了一种压电陶瓷致动器。本发明中，压电陶瓷致动器包括：外壳，外壳内具有一端开口的放置腔；且外壳包括点接触部，点接触部设置在放置腔内的另一端；压电陶瓷组件包括压电陶瓷件、弹性件和第一接触部件；弹性件与外壳的内底面相对设置，且弹性件至少部分与外壳相连；压电陶瓷件的一端固定至弹性件背离外壳的内底面的一侧；第一接触部件固定至弹性件朝向外壳的内底面的一侧，并与压电陶瓷件相对设置，第一接触部件部分呈穹顶形，第一接触部件部分呈穹顶形，第一接触部件呈穹顶形的部分抵接点接触部，形成点接触。与现有技术相比，可以避免致动器在使用过程中的切向受力，延长使用寿命，且在受到应力作用压电陶瓷件不易损坏。

技术领域

本发明涉及微驱动应用技术领域，特别涉及一种压电陶瓷致动器。

背景技术

随着各种仪器设备对高精度位移的控制要求越来越高，微纳精度的执行器需求也随之越来越多，比如高精密光学检测设备、变形镜、电子显微镜扫描运动台、膜厚检测设备、压电点胶设备等。

压电陶瓷致动器是近几年发展起来的新型微位移器件。中国专利CN111365621A提出了电触电接通的压电致动器，原理上是利用压电陶瓷的加电物理形变的特性，通过多层陶瓷片叠堆，实现变形量累积。但是该类型的压电陶瓷致动器在使用过程中可能会受到切向力，压电陶瓷件在运动时如果受到切向力或扭矩力，容易发生断裂，同时该类的压电陶瓷致动器在受到应力作用内部的压电陶瓷件也易断裂损坏。因此该方案只能在特定的环境中使用，使用条件受到了限制，并且该机构及其脆弱，无法承受一定的扭矩力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压电陶瓷致动器，可以避免致动器在使用过程中的切向受力，压电陶瓷致动器进而可以承受较高负载，延长使用寿命，且在受到应力作用压电陶瓷件不易损坏。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种压电陶瓷致动器，包括：

外壳，所述外壳内具有一端开口的放置腔；且所述外壳包括点接触部，所述点接触部设置在所述放置腔内的另一端；

压电陶瓷组件，设置在所述放置腔内，位于所述点接触部朝向所述放置腔开口的一侧，包括压电陶瓷件、弹性件和第一接触部件；其中，所述弹性件与所述外壳的内底面相对设置，且所述弹性件至少部分与所述外壳相连；所述压电陶瓷件的一端固定至所述弹性件背离所述外壳的内底面的一侧，所述压电陶瓷件在通电后沿所述外壳的内底面到所述放置腔具有开口的一端的方向上可活动的伸缩形变；所述第一接触部件固定至所述弹性件朝向所述外壳的内底面的一侧，并与所述压电陶瓷件相对设置，所述第一接触部件部分呈穹顶形，所述第一接触部件呈穹顶形的部分抵接所述点接触部，形成点接触。

在一实施例中，所述第一接触部件为第一半球体件，包括半球面和连接面，所述半球面抵接所述点接触部，所述连接面固定至所述弹性件朝向所述外壳的内底面的一侧。

在一实施例中，所述外壳包括：壳体和基座；

所述壳体为两端开口的管状结构；

所述基座上开设有朝上敞口的容纳腔，所述基座的敞口端连接至所述壳体的一端，且所述基座封闭所述壳体的一端敞口，形成所述放置腔，所述容纳腔的腔底面形成所述外壳的内底面，所述弹性件设置在所述容纳腔内；所述点接触部设置在所述容纳腔内，且所述第一接触部件设置在所述弹性件和所述点接触部之间。

在一实施例中，所述点接触部为所述容纳腔的腔底面；

所述容纳腔具有由上至下排列的第一腔室和第二腔室，且所述第一腔室和第二腔室相连通；所述第一腔室的横截面大于所述第二腔室的横截面，并在所述第二腔室的顶部形成台肩；

其中，所述弹性件放置在所述台肩上，并与所述容纳腔的腔底面相对隔开；且所述壳体插入所述第一腔室中，并与所述台肩相抵。

在一实施例中，所述点接触部为第一偏压件；