基于鑲拼結(jié)構(gòu)的大直徑驅(qū)動器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及換能器與致動器設(shè)計(jì)與制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種基于鑲拼結(jié)構(gòu)的大直徑驅(qū)動器，包括由壓電元件和電極片依次粘接而成的壓電元件鑲拼環(huán)，所述壓電元件鑲拼環(huán)外側(cè)包裹有預(yù)應(yīng)力箍，所述壓電元件截面為楔形，所述電極片截面為矩形，所述壓電元件截面為矩形，所述電極片截面為楔形，所述壓電元件鑲拼環(huán)和預(yù)應(yīng)力箍之間設(shè)置有絕緣層。本實(shí)用新型用于換能器與致動器設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，能夠滿足換能器或致動器的徑向驅(qū)動要求。
【專利說明】基于鑲拼結(jié)構(gòu)的大直徑驅(qū)動器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及換能器與致動器設(shè)計(jì)與制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種基于鑲拼結(jié)構(gòu)的大直徑驅(qū)動器。
【背景技術(shù)】
[0002]高性能的驅(qū)動器是機(jī)械控制領(lǐng)域和換能器設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域很重要的基礎(chǔ)器件，壓電元件或組件是目前應(yīng)用極為普遍的驅(qū)動器。
[0003]通常情況下，單片壓電元件的驅(qū)動能力、最大位移或振動幅度很難滿足使用要求，所以將壓電陶瓷等壓電器件疊堆使用、制成具備大振幅和大位移量的壓電驅(qū)動器組件的做法較為普遍。目前這種疊堆的柱形驅(qū)動器已經(jīng)成為成熟的商品、并已經(jīng)得到較廣泛的使用。
[0004]在有些換能器和致動器的應(yīng)用場合，需要用驅(qū)動器進(jìn)行徑向驅(qū)動。如果驅(qū)動器半徑不大的話，可以用壓電圓片的橫向振動模式驅(qū)動或單個壓電陶瓷圓環(huán)的徑向振動模式驅(qū)動，這些驅(qū)動模式均是利用壓電陶瓷的橫向振動模態(tài)，轉(zhuǎn)換效率不高。但如果驅(qū)動器的直徑較大，比如直徑大于IOOmm的話，采用以上兩種結(jié)構(gòu)來制造驅(qū)動器則難以實(shí)現(xiàn)，因此我們迫切需要開發(fā)一種用于換能器或致動器的大直徑驅(qū)動器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種基于鑲拼結(jié)構(gòu)的大直徑驅(qū)動器，能夠滿足換能器或致動器的徑向驅(qū)動要求。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型包括由壓電元件和電極片依次粘接而成的壓電元件鑲拼環(huán)，所述壓電元件鑲拼環(huán)外側(cè)包裹有預(yù)應(yīng)力箍。
[0007]優(yōu)選地，所述壓電元件截面為楔形，所述電極片截面為矩形。
[0008]優(yōu)選地，所述壓電元件截面為矩形，所述電極片截面為楔形。
[0009]進(jìn)一步，所述壓電元件鑲拼環(huán)和預(yù)應(yīng)力箍之間設(shè)置有絕緣層。
[0010]本實(shí)用新型與獨(dú)立的壓電元件相比，具有以下優(yōu)勢:
[0011]1、能夠擺脫獨(dú)立元件制造尺寸的限制，適應(yīng)更大尺寸、更低頻率發(fā)射換能器和致動器的設(shè)計(jì)需要。
[0012]2、驅(qū)動器的壓電元件使用高效的縱向振動模式，壓電常數(shù)較橫向振動模式提升2倍左右，整體電機(jī)性能更加優(yōu)異。
[0013]3、通過調(diào)整單片壓電元件的厚度和面積等，能夠在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動器的電阻抗和工作電壓范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，這將為驅(qū)動圓環(huán)功率放大器的設(shè)計(jì)提供較大便利。
[0014]4、驅(qū)動器盡管尺寸很大，但是其內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力相對分散、環(huán)境適應(yīng)能力比大尺寸的獨(dú)立壓電元件顯著增強(qiáng)，能為提升致動器和換能器產(chǎn)品的整體可靠性奠定必要的基礎(chǔ)。。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的機(jī)構(gòu)示意圖；[0016]圖2為壓電元件鑲拼環(huán)的第一個實(shí)施例；
[0017]圖3為壓電元件鑲拼環(huán)的第二個實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本實(shí)用新型所列舉的實(shí)施例，只是用于幫助理解本實(shí)用新型，不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型思想的前提下，還可以對本實(shí)用新型進(jìn)行改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型包括由壓電元件2和電極片3依次粘接而成的壓電元件鑲拼環(huán)，所述壓電元件2采用壓電陶瓷、壓電晶體等材料制成，所述電極片3采用高機(jī)械強(qiáng)度的可焊接金屬材料或鍍銀、鍍金金屬材料制作，而粘接材料可采用環(huán)氧樹脂等高強(qiáng)度膠黏劑。
[0020]所述壓電元件鑲拼環(huán)外側(cè)包裹有預(yù)應(yīng)力箍1，預(yù)應(yīng)力箍I采用鈦合金、黃銅等金屬制作，用于為壓電元件鑲拼環(huán)提供足夠的預(yù)緊力。
[0021]如果壓電元件2的電極面在與預(yù)應(yīng)力箍I接觸的那一側(cè)處理出足夠的留白，這樣利用壓電陶瓷本身的高絕緣性能就可以實(shí)現(xiàn)壓電元件鑲拼環(huán)的絕緣保護(hù)。如果壓電元件2的電極面在與預(yù)應(yīng)力箍I接觸的那一側(cè)沒有流出足夠的留白，則需要在壓電元件鑲拼環(huán)和預(yù)應(yīng)力箍I之間進(jìn)行絕緣處理，因此，所述壓電元件鑲拼環(huán)和預(yù)應(yīng)力箍I之間設(shè)置有絕緣層4，絕緣層4可采用高彈性模量的絕緣材料，絕緣層的厚度應(yīng)保證驅(qū)動器在最大激勵電壓下安全工作并不發(fā)生電擊穿故障，絕緣層建議采用氧化鋁陶瓷等高機(jī)械強(qiáng)度絕緣材料，為方便制作，絕緣層可采用分段拼接的方式實(shí)現(xiàn)。
[0022]本實(shí)用新型中，所述壓電元件鑲拼環(huán)有兩種鑲拼結(jié)構(gòu)。
[0023]第一種:如圖2所示，所述壓電元件2截面為楔形，所述電極片3截面為矩形，依次交替粘接而成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0024]第二種:如圖3所示，所述壓電元件2截面為矩形，所述電極片3截面為楔形，依次交替粘接而成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.基于鑲拼結(jié)構(gòu)的大直徑驅(qū)動器，其特征在于，包括由壓電元件(2)和電極片(3)依次粘接而成的壓電元件鑲拼環(huán)，所述壓電元件鑲拼環(huán)外側(cè)包裹有預(yù)應(yīng)力箍(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鑲拼結(jié)構(gòu)的大直徑驅(qū)動器，其特征在于，所述壓電元件(2)截面為楔形，所述電極片(3)截面為矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鑲拼結(jié)構(gòu)的大直徑驅(qū)動器，其特征在于，所述壓電元件(2)截面為矩形，所述電極片(3)截面為楔形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的基于鑲拼結(jié)構(gòu)的大直徑驅(qū)動器，其特征在于，所述壓電元件鑲拼環(huán)和預(yù)應(yīng)力箍(I)之間設(shè)置有絕緣層(4 )。
【文檔編號】H02N2/00GK203788191SQ201420144320
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】葛騎岐, 李嘉, 朱皓, 蔣云新, 戴旅龍, 周偉, 葉建祥, 張艷麗, 程明, 張 育, 張永華 申請人:海鷹企業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司