專(zhuān)利名稱(chēng)：貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁及激勵(lì)該復(fù)合梁實(shí)現(xiàn)縱彎復(fù)合振動(dòng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁及激勵(lì)該復(fù)合梁實(shí)現(xiàn)縱彎復(fù)合振動(dòng)的方法，屬于壓電超聲驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
壓電超聲驅(qū)動(dòng)技術(shù)是一種利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，在彈性體中激勵(lì)出超聲頻段內(nèi)的振動(dòng)，在彈性體表面特定點(diǎn)或特定區(qū)域形成具有特定軌跡的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)定子、轉(zhuǎn)子之間的摩擦耦合將質(zhì)點(diǎn)的微觀運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子的宏觀運(yùn)動(dòng)的技術(shù)。壓電超聲驅(qū)動(dòng)器具有低速大轉(zhuǎn)矩、無(wú)需變速機(jī)構(gòu)、無(wú)電磁干擾、響應(yīng)速度快和斷電自鎖等優(yōu)點(diǎn)。

基于縱向振動(dòng)和彎曲振動(dòng)復(fù)合實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)的超聲電機(jī)具有效率高、出力大的突出優(yōu)點(diǎn)，例如
公開(kāi)日為2007年8月22日、公開(kāi)號(hào)為CN101022256、發(fā)明名稱(chēng)為“帶調(diào)頻變幅桿的夾心換能器式縱彎直線超聲電機(jī)”的專(zhuān)利申請(qǐng)，它提出了一種帶調(diào)頻變幅桿的夾心換能器式縱彎直線超聲電機(jī)，解決了現(xiàn)有的傳統(tǒng)直線超聲電機(jī)存在電機(jī)效率低下、機(jī)械輸出能力低的問(wèn)題，具有效率高、出力大、可系列化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)；但是，該電機(jī)采用縱振陶瓷和彎振陶瓷兩部分陶瓷實(shí)現(xiàn)了縱向振動(dòng)和彎振振動(dòng)的單獨(dú)激勵(lì)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)加工和裝配精度要求較高。此外，兩部分陶瓷的共同存在既增大了電機(jī)振子的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有實(shí)現(xiàn)壓電金屬?gòu)?fù)合梁縱彎復(fù)合振動(dòng)必須采用縱振陶瓷和彎振陶瓷分別激勵(lì)而引起的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工裝配精度要求高、振子質(zhì)量大等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁及激勵(lì)驅(qū)動(dòng)該復(fù)合梁實(shí)現(xiàn)縱彎復(fù)合振動(dòng)的方法。貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁，包括金屬梁和兩片壓電陶瓷片，所述兩片壓電陶瓷片相對(duì)設(shè)置，并且分別與金屬梁的兩個(gè)平行的側(cè)面固定連接；兩片壓電陶瓷片均沿厚度方向極化。激勵(lì)貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁實(shí)現(xiàn)縱彎復(fù)合振動(dòng)的方法，其激勵(lì)方法為將金屬梁與驅(qū)動(dòng)電源的公共端連接，金屬梁的兩個(gè)側(cè)面上固定的兩片彎振壓電陶瓷片的外表面分別與兩相驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接，所述兩相驅(qū)動(dòng)信號(hào)均是交流電壓信號(hào)，并且所述兩相驅(qū)動(dòng)信號(hào)在時(shí)間上具有大于O度且小于180度的相位差。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明的一種激勵(lì)貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁縱彎復(fù)合振動(dòng)的新方法，與傳統(tǒng)激勵(lì)方法的最大不同在于僅采用兩片壓電陶瓷片的結(jié)構(gòu)形式，施加時(shí)間上具有大于O度且小于180度的相位差的交流激勵(lì)電壓信號(hào)，激勵(lì)出壓電金屬?gòu)?fù)合梁的縱彎復(fù)合振動(dòng)。兩片壓電陶瓷片同時(shí)承擔(dān)了復(fù)合梁縱向振動(dòng)激勵(lì)和彎曲振動(dòng)激勵(lì)的任務(wù)，使得結(jié)構(gòu)得到了很大程度上的簡(jiǎn)化，加工裝配也十分簡(jiǎn)單。本發(fā)明的一種激勵(lì)貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁縱彎復(fù)合振動(dòng)的新方法充分的簡(jiǎn)化了縱彎復(fù)合超聲電機(jī)振子的結(jié)構(gòu)以及加工裝配工藝，廣泛適用于制作各種基于壓電金屬?gòu)?fù)合梁縱彎復(fù)合振動(dòng)工作的壓電驅(qū)動(dòng)器。


圖I是本發(fā)明所述的貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示的貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁彎曲振動(dòng)的振型示意圖；圖3是圖I所示的貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁縱向振動(dòng)的振型示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖I說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁，包括金屬梁I和兩片壓電陶瓷片2，所述兩片壓電陶瓷片2相對(duì)設(shè)置，并且分別與金屬梁I的兩個(gè)平行的側(cè)面固定連接；兩片壓電陶瓷片2均沿厚度方向極化。
具體實(shí)施方式
二 下面結(jié)合圖I至圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的激勵(lì)貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁實(shí)現(xiàn)縱彎復(fù)合振動(dòng)的方法，其激勵(lì)方法為將金屬梁I與驅(qū)動(dòng)電源的公共端連接，金屬梁I的兩個(gè)側(cè)面上固定的兩片彎振壓電陶瓷片2的外表面分別與兩相驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接，所述兩相驅(qū)動(dòng)信號(hào)均是交流電壓信號(hào)，并且所述兩相驅(qū)動(dòng)信號(hào)在時(shí)間上具有大于O度且小于180度的相位差。
權(quán)利要求
1.貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁，包括金屬梁(I)和兩片壓電陶瓷片(2)，其特征在于所述兩片壓電陶瓷片(2)相對(duì)設(shè)置，并且分別與金屬梁(I)的兩個(gè)平行的側(cè)面固定連接；兩片壓電陶瓷片(2)均沿厚度方向極化。
2.激勵(lì)權(quán)利要求I所述的貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁實(shí)現(xiàn)縱彎復(fù)合振動(dòng)的方法，其特征在于其激勵(lì)方法為將金屬梁(I)與驅(qū)動(dòng)電源的公共端連接，金屬梁(I)的兩個(gè)側(cè)面上固定的兩片彎振壓電陶瓷片(2)的外表面分別與兩相驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接，所述兩相驅(qū)動(dòng)信號(hào)均是交流電壓信號(hào)，并且所述兩相驅(qū)動(dòng)信號(hào)在時(shí)間上具有大于O度且小于180度的相位差。
全文摘要
貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁及激勵(lì)該復(fù)合梁實(shí)現(xiàn)縱彎復(fù)合振動(dòng)的方法，涉及壓電超聲驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有實(shí)現(xiàn)壓電金屬?gòu)?fù)合梁縱彎復(fù)合振動(dòng)必須采用縱振陶瓷和彎振陶瓷分別激勵(lì)而引起的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工裝配精度要求高、振子質(zhì)量大等問(wèn)題。本發(fā)明將貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁采用兩相在時(shí)間上具有大于0度且小于180度的相位差的交流電壓信號(hào)進(jìn)行激勵(lì)，金屬梁與驅(qū)動(dòng)電源的公共端連接，金屬梁的兩個(gè)側(cè)面上固定的兩片彎振壓電陶瓷片的外表面分別與兩相驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接，進(jìn)而通過(guò)兩片壓電陶瓷片具有一定相位差的伸縮振動(dòng)實(shí)現(xiàn)貼片式壓電金屬?gòu)?fù)合梁縱向振動(dòng)和彎曲振動(dòng)的激勵(lì)。本發(fā)明可以應(yīng)用到超聲電機(jī)制作領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H02N2/00GK102882420SQ20121040086
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者劉英想, 楊小輝, 陳維山, 劉軍考, 石勝君 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)