[发明专利]双向弹簧

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种弹性元件或弹簧，适于在两个不同的非共线方向中施力，并涉及一种使用这种弹簧的压电驱动器。

背景技术

许多应用需要用于对构件的运动和定位进行精确且迅速的控制的装置，所述构件可能相对小型、且有时是纤小的，该构件可能是机械系统、光学机械系统，和/或机电系统。例如，与集成在移动电话中的摄像头一起使用的光学系统，常需要用于将各透镜和/或光学系统的其它构件的位置进行精确移动和控制的传送系统，以提供多种不同的对焦及变焦功能。由于移动电话变得更小且其空间可供这些摄像头的收缩所用，对用于控制各透镜和/或构件的位置的传送系统的尺寸的限制，以及所述传送系统执行的准确度和速度，一般都变得被要求更精确。

可以控制各种各样的压电马达以精确地将受控数量的动能提供给机械系统、光学-机械系统和/或机电系统。例如，授予Zumeris等人的美国专利5，616，980、及题名为“多层压电马达”的PCT公开WO 00/74153，说明了能精确地输送受控数量的动能以移动或定位目标物的压电马达。在参考专利及PCT公开专利中所说明的压电马达，包括了一个相对薄的矩形压电振荡器，所述压电振荡器具有大的平行正面表面、及狭窄的短-长边缘表面。可选地，振荡器短边缘的表面区域、或在振荡器短边缘上的“摩擦块”的表面，起到马达联接表面的作用，它被压到可动体的接触表面。在振荡器正面表面上的若干电极，或用于WO 00/74153中所描述的压电马达的、在振荡器各层的正面表面上的若干电极，被充电以在马达的摩擦块中激发振荡，所述摩擦块将动能通过本体的接触表面输送到可动体。

题名为“压电马达及马达驱动结构”的PCT公开专利PCT/IL00/00698描述了各种压电马达，以及联接这样的马达以旋转可动体的方法。题名为“高分辨率的压电马达”的PCT申请PCT/IL03/00603说明了压电马达和操作压电马达以将目标物用相对高的精度定位的方法。题名为“具有透镜驱动机构”的PCT/IL2005/001037及题名为“平台传送系统”的PCT/IL2005/001055，描述了相对小型的压电驱动传送系统，适于将诸如光学系统中的透镜这样的目标物进行精确移动和定位。所有上述参考文献的公开在此处均加以整体引用作为参考。

联接压电马达以将动能提供给这样的系统，通常需要若干元件，用于将马达弹性紧压到动能所传送到的系统构件上。弹性元件通常必须满足尺寸、几何形状及可靠性的限制，正如压电马达所必须符合的那些要求般严格。

发明内容

本发明的某些实施例的一方面涉及提供一种弹性元件，该弹性元件适于在基本不共线的两个不同方向内提供可靠的弹性力。

本发明的某些实施例的一方面涉及提供一种弹性元件，其中弹性力彼此相互解耦(decouple)，从而使得由一个方向上的弹性元件所施加的力不与另一个方向上的弹性元件所施加的力相互影响。

在本发明的一个实施例中，每个尖端在从主体朝向尖端端部的方向上逐渐变斜为锥形。尖端的锥形结构有助于隔离尖端中的、产生由尖端所提供的弹性力的应变，使其基本上不影响其它尖端所提供的力。

根据本发明的某些实施例的一方面，弹性元件的主体设置有至少一个安装部件，该安装部件使得弹性元件能被卡扣式装配到其即将安装到的主体上。可选地，这至少一个安装部件包括形成于弹性元件内的一个凸头和/或一个凹槽构造，所述弹性元件匹配包含在目标物中的相应的凹槽构造和/和凸头构造，弹性元件将安装到该目标物上。安装部件可选为形成于弹性元件主体上的一个孔。

因此，在本发明的第一方面中，提供了一种弹性元件，包括：一个主体；一个由主体延伸出的第一尖端，及一个由主体延伸出的第二尖端，其中第一和第二尖端的取向使得尖端的弯曲应变在两个非共线方向(non-collineardirection)的每一个中均产生弹性力。

优选地，尖端所产生的力大致正交。

优选地，尖端所产生的力大致共面。

优选地，主体为相对薄的平面体。

优选地，第一尖端是平面尖端。

优选地，第一尖端的弯曲应变大致垂直于尖端平面。

优选地，第一尖端的平面以一相对小的角度倾斜偏离主体平面的一垂直面。

优选地，第二尖端是平面尖端。

优选地，第二尖端的弯曲应变大致垂直于尖端平面。

优选地，第二尖端的平面以一相对小的角度倾斜偏离主体平面。

优选地，主体成型为具有一个凸头和/或一个凹槽构造，匹配包含在目标物中的相应的凹槽构造和/和凸头构造，弹性元件将安装到该目标物上。