[发明专利]压电驱动器及直线压电马达

说明书

技术领域

本发明涉及压电马达技术，尤其涉及一种压电驱动器及直线压电马达。

背景技术

压电马达是一种微型电机，其具有响应速度快、位移分辨率高的优点，可适用于微型或超微型机械中微纳米定位及驱动，例如微型或超微型数码相机镜头的聚焦或变焦驱动等，由于压电马达结构紧凑、尺寸小，因此，如何提高压电马达制作的便利性、压电马达的控制性能以及压电马达的驱动能力非常重要。

压电马达主要包括压电驱动器和运动部件，压电驱动器是提供驱动力的关键部件，压电马达就是依靠压电驱动器的特定运动来带动运动部件运动，其中，压电驱动器的运动方式主要是呼啦圈式的行波运动，以及驻波谐振动，从而可利用压电驱动器的呼啦圈式的行波运动或驻波谐波振动带动运动部件运动，例如美国专利US6940209公开了一种工作时作呼啦圈式行波运动的压电驱动器，以及美国专利US7501745B2公开了一种工作在第一阶纵振模式和第二阶弯曲振动模式，作椭圆轨迹运动的压电陶瓷驱动器，这些压电驱动器要么本身制作困难、组装的马达结构复杂，要么驱动电压过高，不易进行驱动控制和微型化。为简化压电马达的结构，减少马达尺寸，发明人在发明名称为《一种微型压电单晶直线电机》、申请号为201010199085.2中国发明专利申请中提出了一种压电单晶驱动器，该压电单晶驱动器由单个方柱状结构的压电单晶构成，在压电单晶上设置4个沿轴向排布的电极，通过在4个电极上施加设定的驱动电压，可使得压电单晶驱动器产生驻波谐振动或行波振动，从而通过摩擦球驱动滑动块沿直线运动，该压电单晶驱动器可工作在第一阶弯曲振动模式，具有较低的谐振频率。

但是，现有采用单个压电单晶构成的压电单晶驱动器，结构虽然简单，但是其要达到所需的振动时，所需要的驱动电压相对较大，低电压驱动时驱动力较小。

发明内容

本发明提供一种压电驱动器及直线压电马达，可有效克服现有压电陶瓷或压电单晶驱动器存在的问题，减少驱动电压，提高驱动力。

本发明提供一种压电驱动器，包括叠加在一起的至少两个压电片，各压电片分别具有设定的极化分布方向，且各压电片的表面设置有与压电片极化分布方向配合设置的第一驱动电极组和第二驱动电极组，以便在施加在所述第一驱动电极组和第二驱动电极组的预设特征频率驱动电压作用下，各压电片产生相同频率的振动变形，从而在各压电片的合成振动变形下使所述压电驱动器整体产生一阶弯曲振动模式下的驻波谐振动或行波运动。

其中，各压电片均为矩形压电片；

所述压电驱动器上各压电片均沿厚度方向极化，所述的厚度方向为与压电片的叠加方向相同。

上述的压电驱动器中，所述第一驱动电极组和第二驱动电极组沿所述压电驱动器的对角线设置，以便所述压电驱动器在施加在所述第一驱动电极组或第二驱动电极组上的预设特征频率的第一预设驱动电压作用下，通过各压电片的叠加运动产生沿对角线方向的一阶弯曲振动模式下的驻波谐振动，或者，在施加在所述第一驱动电极组的预设特征频率的第一预设驱动电压，以及施加在所述第二驱动电极组上相同预设特征频率的第二预设驱动电压共同作用下，通过各压电片的合成运动产生一阶弯曲振动模式下的呼啦圈式的行波运动。具体地，所述压电驱动器包括第一压电片和第二压电片，且所述第一压电片和第二压电片具有相同的极化方向；

所述第一压电片和第二压电片相互叠加的表面具有公共驱动电极；所述第一压电片和第二压电片沿叠加方向的两个外表面上，分别设置有间隔设置的两个驱动电极，从而在所述压电驱动器的两个对角线方向分别形成第一驱动电极组和第二驱动电极组。