專利名稱:單相單一pzt電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型是關(guān)于一種背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器,特別是指一種于上背板上施以不同型態(tài)的改變,并藉由參數(shù)性改變方式,以獲得較佳輸出的單相軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器。
背景技術(shù):
如圖1所示,為常用超音波壓電致動器結(jié)構(gòu),是利用一圓盤形式的壓電蜂鳴片1作為驅(qū)動主體,其主要是于鎳合金材料所組成的金屬背板11上,黏上由鋯鈦酸鉛材料所構(gòu)成的壓電(PZT)陶瓷12,并利用分割電極法,將其上方的電極13分割成兩組,并藉由兩組驅(qū)動電路分別驅(qū)動該兩組電極131、132,當壓電陶瓷12輸入一超音頻弦波電壓后,陶瓷本體及附屬金屬背板11會有高頻的伸縮形變現(xiàn)象發(fā)生,其能量傳遞的方式乃以波動型態(tài)來傳遞,其振幅變化約在微米范圍,且其振幅可由輸入電壓大小來控制,故可作為精密的致動裝置。而上述結(jié)構(gòu)所形成的缺點為該組成結(jié)構(gòu)及可達成功效實屬固定,無法依需要調(diào)整改變,因此將會局限其應用領(lǐng)域及在產(chǎn)品上的使用;且因使用電極分割法將電極分割成兩組,故需使用兩組驅(qū)動電路,實不符合經(jīng)濟效益;再者,該壓電(PZT)陶瓷材料為鋯鈦酸鉛,并經(jīng)電極分割處理,故使該壓電陶瓷非常脆弱,極易損壞。
由此可見,上述常用物品仍有諸多缺失,實非一良善的設計,而亟待加以改良。
本案申請人鑒于上述常用超音波致動器所衍生的各項缺點,乃亟思加以改良創(chuàng)新,并經(jīng)多年苦心孤詣潛心研究后,終于成功研發(fā)完成本件背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的即在于提供一種背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器,本實用新型是于上背板上施以不同型態(tài)的改變,并藉由參數(shù)性改變方式,使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不對稱,在電極加上電壓后,使得致動器產(chǎn)生一周期性不平衡的切向推力輸出,致使設置于螺釘頭上方的轉(zhuǎn)子,受到一軸向或側(cè)向撥力而轉(zhuǎn)動,藉由此運作達到超音波致動的目的。
本實用新型的次一目的是在于提供一種背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器,可改變輸出效能的可變參數(shù),包括在上背板設置缺口、缺口數(shù)目、螺釘或缺口加螺釘?shù)姆绞郊敖嵌?、缺口的深淺以及缺口的寬窄等。
本實用新型的另一目的是在于提供一種背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器,藉由參數(shù)改變來提高超音波致動器的輸出效能,可方便運用于各種產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域及產(chǎn)品。
可達成上述實用新型目的的背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器,是由上背板、壓電陶瓷(PZT)、電極、下背板、螺釘及螺母所組成;該壓電陶瓷及電極是設置于上、下背板間,上背板、壓電陶瓷、電極、下背板均為圓形,并利用螺釘由上背板中心貫穿至下背板,并利用螺母將其固定;上背板質(zhì)量分布為非對稱結(jié)構(gòu);本實用新型是于上背板上施以不同型態(tài)的改變,并藉由參數(shù)性改變方式,使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不對稱,在電極加上電壓后,使得致動器產(chǎn)生一周期性不平衡的切向推力輸出,致使設置于螺釘頭上方的轉(zhuǎn)子,受到一軸向或側(cè)向撥力而轉(zhuǎn)動。
其中可變參數(shù),包括有在上背板周緣設置缺口、缺口數(shù)目、螺釘或缺口加螺釘?shù)姆绞郊霸O置角度、缺口的深淺以及缺口的寬窄等,形成質(zhì)量分布為非對稱結(jié)構(gòu)。
其中該上背板上的缺口、螺釘或缺口加螺釘以等角度方式設置時,則可將固定螺釘偏心設置,亦可達到達到超音波致動的效果。
本實用新型所提供的背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器,與其它常用技術(shù)相互比較時,更具有下列的優(yōu)點1、本實用新型的背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器,具有多種可變參數(shù),來控制致動器的輸出效能。
2、本實用新型的背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器,藉由參數(shù)改變來提高超音波致動器的輸出效能,可方便運用于各利產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域及產(chǎn)品。
3、本實用新型的背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器,為一結(jié)構(gòu)簡單成本低廉,且于長時間使用,不易因發(fā)熱(即高效率)而損壞的超音波致動器。
4、本創(chuàng)作尚可推廣至背板及PZT圓盤的直徑為可變換,驅(qū)動點處的直徑為可變換,驅(qū)動螺釘(固定螺釘)頭可予硬鉻處理,以增強耐磨度,以及中心驅(qū)動點為軸推或側(cè)推單用,或復合型兩用的致動器。
請參閱以下有關(guān)本實用新型一較佳實施例的詳細說明及其附圖,將可進一步了解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容及其目的功效;有關(guān)該實施例的附圖為圖1為常用超音波致動器的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本實用新型的背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器的分解圖;圖3為該背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器的立體圖;圖4(a)~圖4(c),為該背板具缺口的單向軸推式高效率超音波致動器以(a)缺口、(b)螺釘或(c)缺口加螺釘為參數(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5(a)~圖5(b)為該背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器以缺口寬窄及深淺為參數(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖(可使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動速率達3000rpm以上);圖6為該背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器的實施示意圖;以及圖7為該背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器的另一實施示意圖。
圖中1為壓電蜂鳴片,11為金屬背板,12為壓電陶瓷B,13為電極B,131為電極C,132為電極D,2為致動器,21為上背板,211為缺口,212為螺釘,22為壓電陶瓷A,23為電極A,24為下背板,25為固定螺釘,26為螺母,3為基座,4為轉(zhuǎn)子。
具體實施方式
請參閱圖2及圖3,本實用新型所提供的背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器的分解圖及立體圖,由圖中可知,本實用新型的背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器2,由上背板21、壓電陶瓷A(PZT)22、電極A23、下背板24、固定螺釘25及螺母26所組成;將該壓電陶瓷A22及電極A23,設置于上、下背板21,24間,并利用固定螺絲25由上背板21中心貫穿至下背板24,并利用螺母26將其固定;本實用新型是于上背板21上施以不同型態(tài)的改變,并藉由參數(shù)性改變方式,使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不對稱,在電極A23加上電壓后,使得致動器2產(chǎn)生一周期性不平衡的切向推力輸出,致使致動器2達到超音波致動的效果,并可使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動速率達3000rpm以上。
請參閱圖4(a)~圖4(c),為該背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器以4(a)缺口、4(b)螺釘或4(c)缺口加螺釘為參數(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖,由圖中可知,本實用新型的背板具開口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器,可于上背板21的中心點以90-120-150(亦可為100-120-140或110-120-130)的角度,向外緣延伸設置三個缺口211、三顆螺釘212或三個缺口211加上三顆螺釘212;藉由缺口211、螺釘212或缺口211加螺釘212的設置方式及角度的不同作為參數(shù)改變,以達到控制致動器2輸出效能。
請參閱圖5(a)~圖5(b),為該背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器以缺口寬窄及深淺為參數(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖,由圖中可知,本實用新型單相軸推式超音波致動器2,亦可藉由缺口211的寬窄及深淺作為參數(shù)改變,以達到控制致動器2輸出效能。
請參閱圖6,為該背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器的實施示意圖,由圖中可知,本實用新型的背板具開口的單向軸推式高效率超音波致動器2,可設置于一基座3上,藉由上背板21的參數(shù)性設計方式(包括在上背板設置缺口、缺口數(shù)目、螺釘或缺口加螺釘?shù)姆绞郊敖嵌?、缺口的深淺以及缺口的寬窄),使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不對稱,在電極加上電壓后,使得致動器2產(chǎn)生一不平衡的軸向推力,該推力是以周期性的頻率輸出,致使設置于固定螺釘25上方的轉(zhuǎn)子4,受到一側(cè)向撥力而轉(zhuǎn)動;本實用新型的最佳實例,乃于上背板以90-120-150的角度,利用三個缺口形態(tài)設置,將可達到最佳輸出效果。
請參閱圖7,為該背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器的另一實施示意圖,由圖中可知,當上背板21上的三個缺口211(亦可為螺釘或缺口加螺釘)以120-120-120的角度設計時,則可將固定螺釘25偏心設置,亦可達到達到超音波致動的效果。
上列詳細說明是針對本實用新型的一可行實施例的具體說明,惟該實施例并非用以限制本實用新型的專利范圍,凡未脫離本實用新型技藝精神所為的等效實施或變更,均應包含于本案的專利范圍中。
權(quán)利要求1.一種單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器,其特征在于由上背板、壓電陶瓷、電極、下背板、固定螺釘及螺母組成;該壓電陶瓷及電極是設置于上、下背板間;上背板、壓電陶瓷、電極、下背板均為圓形,并利用固定螺釘由上背板中心穿至下背板,并利用螺母將其固定;上背板質(zhì)量分布為非對稱結(jié)構(gòu)。
2.按權(quán)利要求1所述的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率起音波致動器,其特征在于所述質(zhì)量分布為非對稱結(jié)構(gòu)是指在上背板周緣設置缺口、螺釘或缺口加螺釘。
3.按權(quán)利要求1所述的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率起音波致動器,其特征在于;固定螺釘偏離上背板中心穿至下背板,形成偏心結(jié)構(gòu)。
4.按權(quán)利要求1所述的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率起音波致動器,其特征在于固守螺釘頭具有硬鉻處理的增強耐磨層。
專利摘要一種背板具缺口的單相單一PZT電極軸推與側(cè)推式高效率超音波致動器,是由上背板、壓電陶瓷(PZT)、電極、下背板、螺釘及螺母所組成;該壓電陶瓷及電極,設置于上、下背板間,并利用螺栓由上背板中心貫穿至下背板,并利用螺母將其固定;本實用新型是于上背板上施以不同形態(tài)的改變,并藉由參數(shù)性改變方式,使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不對稱,在電極加上電壓后,使得致動器產(chǎn)生一周期性不平衡的切向推力輸出,致使設置于螺釘頭上方的轉(zhuǎn)子,受到一軸向或側(cè)向撥力而轉(zhuǎn)動,藉由此運作達到超音波致動的目的。本實用新型尚可推廣至背板及PZT圓盤的直徑為可變換,驅(qū)動點處的直徑為可變換,驅(qū)動螺釘頭可予硬鉻處理,以增強耐磨度,以及中心螺釘頭驅(qū)動點為軸推或側(cè)推單用,或復合型兩用的致動器。
文檔編號H02N2/10GK2631119SQ03214119
公開日2004年8月4日 申請日期2003年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月6日
發(fā)明者歐陽敏盛, 陳瑞凱 申請人:陳瑞凱