[发明专利]贴片式压电金属复合梁及激励该复合梁实现纵弯复合振动的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种贴片式压电金属复合梁及激励该复合梁实现纵弯复合振动的方法，属于压电超声驱动技术领域。

背景技术

压电超声驱动技术是一种利用压电陶瓷的逆压电效应，在弹性体中激励出超声频段内的振动，在弹性体表面特定点或特定区域形成具有特定轨迹的质点运动，进而通过定子、转子之间的摩擦耦合将质点的微观运动转换成转子的宏观运动的技术。压电超声驱动器具有低速大转矩、无需变速机构、无电磁干扰、响应速度快和断电自锁等优点。

基于纵向振动和弯曲振动复合实现驱动的超声电机具有效率高、出力大的突出优点，例如公开日为2007年8月22日、公开号为CN101022256、发明名称为“带调频变幅杆的夹心换能器式纵弯直线超声电机”的专利申请，它提出了一种带调频变幅杆的夹心换能器式纵弯直线超声电机，解决了现有的传统直线超声电机存在电机效率低下、机械输出能力低的问题，具有效率高、出力大、可系列化生产的优点；但是，该电机采用纵振陶瓷和弯振陶瓷两部分陶瓷实现了纵向振动和弯振振动的单独激励，结构复杂，对加工和装配精度要求较高。此外，两部分陶瓷的共同存在既增大了电机振子的质量。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有实现压电金属复合梁纵弯复合振动必须采用纵振陶瓷和弯振陶瓷分别激励而引起的结构复杂、加工装配精度要求高、振子质量大等问题，本发明提供了一种贴片式压电金属复合梁及激励驱动该复合梁实现纵弯复合振动的方法。

贴片式压电金属复合梁，包括金属梁和两片压电陶瓷片，所述两片压电陶瓷片相对设置，并且分别与金属梁的两个平行的侧面固定连接；两片压电陶瓷片均沿厚度方向极化。

激励贴片式压电金属复合梁实现纵弯复合振动的方法，其激励方法为：将金属梁与驱动电源的公共端连接，金属梁的两个侧面上固定的两片弯振压电陶瓷片的外表面分别与两相驱动信号连接，所述两相驱动信号均是交流电压信号，并且所述两相驱动信号在时间上具有大于0度且小于180度的相位差。

本发明的优点是：本发明的一种激励贴片式压电金属复合梁纵弯复合振动的新方法，与传统激励方法的最大不同在于仅采用两片压电陶瓷片的结构形式，施加时间上具有大于0度且小于180度的相位差的交流激励电压信号，激励出压电金属复合梁的纵弯复合振动。两片压电陶瓷片同时承担了复合梁纵向振动激励和弯曲振动激励的任务，使得结构得到了很大程度上的简化，加工装配也十分简单。

本发明的一种激励贴片式压电金属复合梁纵弯复合振动的新方法充分的简化了纵弯复合超声电机振子的结构以及加工装配工艺，广泛适用于制作各种基于压电金属复合梁纵弯复合振动工作的压电驱动器。

附图说明

图1是本发明所述的贴片式压电金属复合梁的立体结构示意图；

图2是图1所示的贴片式压电金属复合梁弯曲振动的振型示意图；

图3是图1所示的贴片式压电金属复合梁纵向振动的振型示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的贴片式压电金属复合梁，包括金属梁1和两片压电陶瓷片2，所述两片压电陶瓷片2相对设置，并且分别与金属梁1的两个平行的侧面固定连接；两片压电陶瓷片2均沿厚度方向极化。

具体实施方式二：下面结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的激励贴片式压电金属复合梁实现纵弯复合振动的方法，其激励方法为：将金属梁1与驱动电源的公共端连接，金属梁1的两个侧面上固定的两片弯振压电陶瓷片2的外表面分别与两相驱动信号连接，所述两相驱动信号均是交流电压信号，并且所述两相驱动信号在时间上具有大于0度且小于180度的相位差。