[发明专利]压电驱动器

说明书

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的压电步进驱动器(1)，包括至少一个压电驱动装置(2)，所述压电驱动装置(2)具有可彼此独立地驱动的至少两个驱动部分并且每个驱动部分通过至少两个压电致动器作用，以及当控制电压被施加到致动器时，由两个压电致动器推进的从动构件(3)，其中驱动装置(2)大致配置成三角形的形状，在驱动装置(2)的尖端布置有驱动部分，驱动装置(2)与对称平面成镜像对称，该对称平面包括从动构件(3)的前进方向并且在同一驱动装置的驱动部分之间延伸，以及在没有施加到致动器的控制电压的情况下，驱动部分的至少一个偏压从动构件(3)。为了能够更精确地控制从动构件(3)的前进，根据本发明提供了在没有施加到致动器的控制电压的情况下，驱动部分的至少一个偏压在从动构件(3)上，使得驱动部分阻止从动构件(3)的前进，其中驱动部分的每个相对于三角形的基部(201)单独地回弹性安装。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的压电步进驱动器，包括至少一个压电驱动装置，该压电驱动装置具有可彼此独立地驱动的至少两个驱动部分并且每个驱动部分由至少两个压电致动器作用，以及当控制电压施加到致动器时，由驱动部分的至少一个推进的从动构件。

背景技术

从JP H02-146971A中已知根据权利要求1的前序部分的压电步进驱动器。

从US 4,613,782已知一种压电步进驱动器，其中压电驱动装置各自包括一个驱动部分，该驱动部分由两个压电致动器作用并且由弹簧偏置。驱动部分沿从动构件的前进方向分布。

从US 5,563,465已知一种压电步进驱动器，包括至少一个压电驱动装置，该压电驱动装置具有可彼此独立地驱动的至少两个驱动部分并且每个驱动部分由至少两个压电致动器作用，以及当控制电压施加到致动器时，由驱动部分的至少一个推进的从动构件。

已经证明，这种压电步进驱动器的缺点在于，由于其惯性，对从动构件的前进的精确控制变得困难。

发明内容

本发明的目的在于改进根据权利要求1的前序部分所述的压电步进驱动器以能够达到更精确地控制从动构件的前进的程度。

本发明的目的是满足权利要求1的目的。本发明的有利改进在从属权利要求中要求保护。

根据本发明的压电步进驱动器包括至少一个压电驱动装置，该压电驱动装置具有可彼此独立地驱动的至少两个驱动部分并且每个驱动部分由至少两个压电致动器作用，以及当控制电压施加到致动器时，由驱动部分的至少一个推进的从动构件，其中，在没有施加到致动器的控制电压的情况下，驱动部分的至少一个偏压在从动构件上，使得驱动部分阻止从动构件的前进。两个驱动部分的偏置力优选地基本上垂直于或精确垂直于从动构件的前进方向(也称为驱动方向)。通过向压电致动器施加控制电压，驱动部分可独立地偏转以便减小或完全取消施加到从动构件的偏置力并且将驱动力传递到从动构件以分别提供推进或前进运动。每个驱动装置的驱动部分优选地相邻地布置成横向或垂直于从动构件的前进方向。

因此，根据本发明的压电步进驱动器的基本部件是若干个压电陶瓷致动器，其作用在相应的相关联驱动部分上，该驱动部分偏压在可移动地引导的从动构件上。通过协调控制电压，与驱动部分相关联的两个致动器受该控制电压作用，获得驱动部分的一种步进运动，这导致从动构件的前进。目前压电致动器的使用允许最小的步进和前进运动，从而获得高运动分辨率，其中可以通过一次步进运动移动获得远低于1纳米的分辨率。可变调节距离可通过可变从动构件长度获得。

驱动部分的至少一个对从动构件的偏压提供了驱动器在静止和关闭状态下的自锁。结果，它在关闭时不消耗能量，不会加热并且以机械稳定的方式保持位置。具有低通电时间且需要高时间和温度稳定性的应用受益于这些特征。