[发明专利]一种多层陶瓷共烧压电驱动器、压电马达及其制备方法

权利要求书

1.一种压电驱动器，为多层陶瓷共烧压电驱动器，其特征在于，所述压电驱动器为矩形结构，由（2×2）矩阵序构的四个致动基元构成；每个致动基元均为厚度型多层压电陶瓷片叠层结构，每个致动基元中各陶瓷片叠层采用厚度方向头对头交替极化方式，电学上为并联连接，每层陶瓷片的极化电极同时也是其驱动电压的施加电极；四个致动基元中位于上层的两个致动基元按从左到右的顺序依次编号为1-A₁₁、1-A₁₂，位于下层的两个致动基元按从左到右的顺序依次编号为1-A₂₁和1-A₂₂，若致动基元1-A₁₁、1-A₂₂的驱动电场方向与致动基元1-A₁₂、1-A₂₁的驱动电场方向反平行，在压电陶瓷片的d₃₃纵应变效应和d₃₁横应变效应协同作用下，该矩形压电驱动器将沿对角线i-i方向伸长或缩短，同时沿另一个对角线ii-ii方向缩短或伸长；或者，驱动电场只施加在一个对角线上的两个致动基元上，也将造成该压电驱动器沿对角线的不对称应变；两对角线上不对称应变效应激发压电驱动器产生面内d₃₄准切变模态振动；所述压电驱动器的固定面在xy面，既可产生横向切向位移δy，也能产生竖直方向位移δz。

2.一种压电马达，为d₃₄准切变模态非谐振式纳米步进压电马达，包括权利要求1所述的压电驱动器和固定基板、摩擦头和摩擦片，其中所述压电驱动器的底面固定在固定基板上，摩擦头固定在压电驱动器的上表面，摩擦头和摩擦片弹性接触；所述压电驱动器带动摩擦头产生倾斜的、方向可控的周期性非谐振动和位移输出，摩擦头再通过摩擦力的作用推动与之摩擦接触的摩擦片移动，从而使与摩擦片粘接的部件沿导轨产生直线运动。

3.如权利要求2所述的压电马达，其特征在于，所述压电马达包括权利要求1所述的压电驱动器、摩擦头、固定组件、滑动组件和预紧力组件，其中，所述固定组件包括固定基板和基座，所述滑动组件包括摩擦片、滑块和导轨；所述压电驱动器底面粘接在固定基板上，摩擦头粘接在压电驱动器上表面；摩擦片粘接在滑块上，滑块可沿导轨滑动；预紧力组件将固定基板与基座连接，同时，在预紧力组件提供的预紧力作用下所述摩擦头与摩擦片弹性接触。

4.如权利要求2所述的压电马达，其特征在于，所述摩擦头为圆柱状、球形或梯形结构；所述摩擦头位于所述压电驱动器上表面的中部区域和/或两端区域，一个或多个摩擦头与所述摩擦片有一个或多个接触区域。

5.如权利要求2所述的压电马达，其特征在于，所述压电驱动器的上表面与一薄板固定连接，一个或多个摩擦头固定于该薄板上。

6.权利要求1所述压电驱动器的制备方法，利用流延制片、印刷电极、叠片的方法将印刷有电极图案的陶瓷片有序排列，然后利用低温共烧法将它们烧结在一起，获得多层陶瓷结构的所述压电驱动器。