专利名称：一种单驱双向型盘形直线压电电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及微型驱动机构领域，具体涉及一种单驱双向型盘形直线压电电机。
背景技术：
压电电机作为一种精密的压电驱动元件，正成为一些高级技术产品诸如手机、个人计算机、医学成像系统及其他微型医用设备的关键元件。与传统的电磁驱动机构相比，压电驱动器具有相对较高的功率密度、大驱动力和较高的驱动步距精度。目前，有许多的研究者已经致力于发展微型直线压电电机作为精密驱动，特别是应用于微型照相模块，但是相对于当前快速发展的手机，其用于手机拍摄系统自动聚焦和调焦的微型驱动元件比较缺少。压电驱动元件与传统的电磁驱动元件(如音圈电机)相比，具有响应快、步距精度高、无电磁干扰和推力大等优点，更适合于用户对高质量照片的拍摄要求和良好的用户体验。用于镜头驱动的压电驱动机构，有螺纹驱动型和直接驱动型，其中典型的螺纹驱动型有中国专利ZL200710022415.9中公布的一种微型压电马达-镜头片集成驱动机构，包括环状压电定子、转子和驱动电源，其中:环状压电定子上设有内螺纹，转子为带有外螺纹的环状或圆筒状，转子与镜头片集成一体；转子的外螺纹与定子上内螺纹吻合；转子通过相互吻合的螺纹旋入定子；其优点是:提供了一种压电定子的超薄环状构造，镜头片作为转子一部分被直接驱动，具有相对更高的驱动力和效率，螺纹传动还具有对振动不敏感的特点；由于压电定子上的压电元件为薄片状或多层薄片结构，可容许马达在较低电压下工作；由于马达和镜头驱动机构含有元件少，相对尺寸小和造价低，特别适合于手机和微型照相机模块中的光学镜头的自动聚焦和变焦；其把镜头集合成螺纹驱动机构中的螺杆，具有结构紧凑等优点，但是其利用螺纹驱动原理，使得其镜头在调焦过程中也在做轻微的“呼啦圈”运动，会影响调焦效果；在美国专利US6940209中公布了一种棒状型以“呼啦圈(Wobbling) ”方式工作的直线马达，其通过螺纹驱动原理驱动推动螺杆的直线运动，螺杆通过一个附着的小球和一个弹性片实现对镜头的驱动，其虽然可以做成小直径棒状结构，但沿镜头方向有一个较长的长度，其不适合于做超薄型的镜头模块。利用螺纹驱动原理实现直线驱动的压电驱动机构，具有不容易加载恒定预压力的缺点。典型的直接驱动的压电电机，如美国专利US7501745中公布的一种利用多层压电陶瓷构成的压电振动器，其可以通过驱动滑块间接的驱动镜头做直线运动，其具有驱动稳定、恒定预压力等优点。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种单驱双向型盘形直线压电电机，采用盘式驱动结构，把镜头集成压电直线电机的动子，与螺纹驱动型相比其具有衡预压力、不做“呼啦圈”运动、驱动稳定、可和镜头集成一体及盘型驱动结构可以实现超薄化设计等优点，并且使用时只需要一路驱动信号电路就可以实现双方向运动，通过对不同组压电陶瓷片切换通电就可以实现不同方向运动，可以更好的实现驱动电路的微型化和简单化。一种单驱双向型盘形直线压电电机，包括定子和动子，所述定子包括振动体和对称设置在振动体两侧的至少两片压电陶瓷片，所述振动体包括振动体本体以及与振动体本体接触且相对振动体本体凸起的突起部，所述突起部设有通孔，该通孔与所述动子过盈配合；所述突起部有两个且两个突起部的突出方向相反。本实用新型单驱双向型盘形直线压电电机突起部有两个且两个突起部的突出方向相反，使用时只需要一路驱动信号电路就可以实现双方向运动。所述的动子能够相对于定子滑动。优选如下几种技术方案:所述振动体本体为一圆环形固定支架，在所述固定支架的两侧面各设有一钵形环片，两个钵形环片的钵形突起形成所述突起部，所述钵形突起的中心部位设有通孔，该通孔与所述动子过盈配合；两个钵形环片的钵形突起的突出方向相反；所述压电陶瓷片为与钵形环片的环状部分相匹配的环形片，两片压电陶瓷片分别设置在两个钵形环片远离固定支架的一面上。工作原理:对其中一片压电陶瓷片通与锯齿波型信号，另一片压电陶瓷片进行短路，通过摩擦推动动子朝一个方向运动；对另一片压电陶瓷片通以锯齿波形信号，可以推动动子朝另一个方向运动，其只需在两片压电陶瓷片之间切换驱动信号就可以实现双方向的运动，与现有技术相比，其只需要一路驱动信号电路，可以实现驱动电路的微型化和简单化，其钵形环片的定子结构和镜头可以集成到动子中，可以实现超薄化集成化设计，满足手机等器件超薄、微型化驱动结构和简化、微型化驱动电路的要求。所述固定支架上设有四个呈均匀分布的固定孔，便于对定子进行固定，用于限定定子运动。或者，所述振动体本体为一圆环形固定支架，在所述固定支架的两侧面各设有一钵形环片，两个钵形环片的钵形突起形成所述突起部，所述钵形突起的中心部位设有通孔，该通孔与所述动子过盈配合；两个钵形环片的钵形突起的突出方向相反；所述两个钵形环片均沿其通孔的圆周方向平均分为四个部分，各部分之间有缺口且外圆周部分相互连接，四个部分在远离固定支架的一面上均设有与该部分弧形片段相匹配的压电陶瓷片。工作原理:对所述振动体一侧的四片压电陶瓷片通以一定频率的锯齿波信号，对所述振动体另一侧的四片压电陶瓷片进行短路，可以推动动子朝一个方向运动，相反可以推动动子朝另一个方向运动，与现有技术相比，其只需要一路驱动信号电路，可以实现驱动电路的微型化和简单化，其钵形环片的定子结构和镜头可以集成到动子中，可以实现超薄化集成化设计，满足手机登器件超薄、微型化驱动结构和简化、微型化驱动电路的要求。固定支架上设有四个呈均匀分布且与所述缺口一一对应的固定孔，所述的固定孔还可以分布于两个缺口之间部分的中间部分；便于对定子进行固定，用于限定定子运动。或者，所述振动体本体为一圆环形固定支架，在圆环形固定支架的内环设有四个两两相对的圆弧形突起，相对的两个突起的突出方向一致，形成所述突起部，四个突起的顶端形成的通孔通道与所述动子过盈配合；圆环形固定支架沿其内环的圆周方向平均分为四个部分，各部分之间有缺口且外圆周部分相互连接，四个部分的两面上均设有与该部分弧形片段相匹配的压电陶瓷片。工作原理:通过对所述突起部所对应的两侧的四片压电陶瓷片通以一定频率的锯齿波形信号，对其余的四片压电陶瓷片进行短路，推动动子朝一个方向运动；相反，可以推动动子朝另一个方向运动，与现有技术相比，其只需要一路驱动信号电路，可以实现驱动电路的微型化和简单化，其钵形环片的定子结构和镜头可以集成到动子中，可以实现超薄化集成化设计，满足手机登器件超薄、微型化驱动结构和简化、微型化驱动电路的要求。固定支架上设有四个呈均匀分布且与所述缺口一一对应的固定孔，所述的固定孔还可以分布于两个缺口之间部分的中间部分；便于对定子进行固定，用于限定定子运动。或者，所述振动体本体为一圆环形固定支架，在圆环形固定支架的内环设有两个相对的钵形突起，两个钵形突起的突出方向相反，形成两个所述突起部，两个钵形突起的中心部位设有通孔，该通孔与所述动子过盈配合；两个钵形突起及固定支架均沿通孔的圆周方向平均分为四个部分，各部分之间有缺口且外圆周部分相互连接，四个部分中一组相对的两个部分的两面上均设有与该部分弧形片段相匹配的压电陶瓷片。工作原理:所述振动体一侧的压电陶瓷片正极和另一侧压电陶瓷片的负极相连接构成甲电极，对剩下相应的正极和负极相连接构成乙电极，所述甲电极接信号源正极，所述乙电极接信号源负极，可以推动动子朝一个方向运动；相反可以推动动子朝另一个方向运动。固定支架上设有四个呈均匀分布且与所述缺口一一对应的固定孔，所述的固定孔还可以分布于两个缺口之间部分的中间部分；便于对定子进行固定，用于限定定子运动。对称设置在振动体两侧的压电陶瓷片沿厚度方向极化且极化方向相反。所述的动子为圆筒形金属棒或金属管。所述锯齿波形信号在一周期内线性上升，在周期结束时跳回初始值。本实用新型具有如下有益效果:本实用新型单驱双向型盘形直线压电电机，采用盘式驱动结构，把镜头集成压电直线电机的动子，与螺纹驱动型相比其具有衡预压力、不做“呼啦圈”运动、驱动稳定、可和镜头集成一体及盘型驱动结构可以实现超薄化设计等优点，并且使用时只需要一路驱动信号电路就可以实现双方向运动，通过对不同组压电陶瓷片切换通电就可以实现不同方向运动，可以更好的实现驱动电路的微型化和简单化。
图1为本实用新型实施例1中单驱双向型盘形直线压电电机的立体结构示意图；图2为本实用新型实施例1中单驱双向型盘形直线压电电机的定子结构截面示意图；图3为本实用新型实施例1中单驱双向型盘形直线压电电机的定子结构分解示意图；图4为本实用新型实施例1中单驱双向型盘形直线压电电机的定子的钵形环结构示意图；图5为本实用新型实施例2中单驱双向型盘形直线压电电机的立体结构示意图；图6为本实用新型实施例2中单驱双向型盘形直线压电电机的定子结构截面示意图；图7为本实用新型实施例2中单驱双向型盘形直线压电电机的定子结构分解示意图；图8为本实用新型实施例2中单驱双向型盘形直线压电电机的定子的钵形环结构示意图；图9为本实用新型实施例3中单驱双向型盘形直线压电电机的立体结构示意图；图10为本实用新型实施例3中单驱双向型盘形直线压电电机的定子结构截面示意图；图11为本实用新型实施例3中单驱双向型盘形直线压电电机的定子结构分解示意图；图12为本实用新型实施例3中单驱双向型盘形直线压电电机的定子的钵形环结构示意图；图13为本实用新型实施例4中单驱双向型盘形直线压电电机的立体结构示意图；图14为本实用新型实施例4中单驱双向型盘形直线压电电机的定子结构截面示意图；图15为本实用新型实施例4中单驱双向型盘形直线压电电机的定子结构分解示意图；图16为本实用新型实施例4中单驱双向型盘形直线压电电机的定子的钵形环结构示意图；图17为本实用新型实施例的驱动信号波形图。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。实施例1如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型单驱双向型盘形直线压电电机，包括定子和可相对于定子滑动的动子3，定子由振动体和两片圆环形压电陶瓷片2a和圆环形压电陶瓷片2b组成，振动体由圆环形固定支架Ia和两个相同的钵形环片lb、钵形环片Ic组成，钵形环片Ib上设有突起4a,突起4a的中心部位设有通孔,钵形环片Ic上设有突起4b,突起4b的中心部位设有通孔，突起4a和突起4b的突出方向相反；两个钵形环片Ib和钵形环片Ic对称的粘贴于固定支架Ia两侧并与之匹配，钵形环片Ib与固定支架Ia接触的一面为与突起4a相对的面,钵形环片Ic与固定支架Ia接触的一面为与突起4b相对的面，圆环形压电陶瓷片2a和圆环形压电陶瓷片2b分别对称的粘贴于两个钵形环片Ib和钵形环片Ic远离圆环形固定支架Ia的一侧并与之匹配，圆环形压电陶瓷片2a的极化方向为压电陶瓷片的厚度方向且正极远离钵形环片Ib负极靠近钵形环片lb，圆环形压电陶瓷片2b的极化方向为压电陶瓷片的厚度方向且正极远离钵形环片Ic负极靠近钵形环片lc，圆环形压电陶瓷片2a和圆环形压电陶瓷片2b的极化方向相反，动子3穿过钵形环片Ib和钵形环片Ic的通孔并与通孔过盈配合。圆环形固定支架Ia上设有四个呈均匀分布的固定孔，便于对定子进行固定(可直接固定或与其他部件连接)，用于限定定子运动。振动体由不锈钢、钢片等弹性金属材料制成，并通过固定支架Ia周边的4个固定孔进行固定。对圆环形压电陶瓷片2a通与如图17所示的一定频率的信号5，信号5从圆环形压电陶瓷片2a的正极输入，对圆环形压电陶瓷片2b进行短路，激发钵形环片Ib和圆环形压电陶瓷片2a做径向伸缩运动，使钵形环片Ib的突起4a沿对称轴方向运动，从而通过摩擦使动子3向上运动，在推动动子3向上运动的过程中，突起4b对动子3进行夹持，起到导轨作用，使得动子3在向上运动的过程中维持运动方向的稳定和平衡；与之相反，对圆环形压电陶瓷片2b通与如图17所示的一定频率的信号5，信号5从圆环形压电陶瓷片2b的正极输入，对圆环形压电陶瓷片2a进行短路，激发钵形环片Ic和圆环形压电陶瓷片2b做径向伸缩运动，使钵形环片Ic的突起4b沿对称轴(即动子3的中心轴)方向运动，从而通过摩擦使动子3向下运动,在推动动子3向下运动的过程中，突起4a对动子3进行夹持,起到导轨作用，使得动子3在向下运动的过程中维持运动方向的稳定和平衡，通过在两个圆环形压电陶瓷片2a和圆环形压电陶瓷片2b之间通电的切换，实现换向，其只需要一路驱动信号就可以实现换向，由于其可以把镜头集合成动子3，并与定子之间实现过盈配合，使得结构紧凑并提供恒定的预压力，由于其定子为钵形环片，可以实现超薄结构设计，由于只需要一路驱动电路，可以容易实现电路的微型化，使得本盘形直线压电电机更加适合手机等对镜头聚焦系统驱动机构微型化和超薄化的需求。实施例2如图5、图6、图7和图8所示，本实用新型单驱双向型盘形直线压电电机，包括定子和可相对于定子滑动的动子3，定子由振动体和8片弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c、弧形压电陶瓷片2d、弧形压电陶瓷片2e、弧形压电陶瓷片2f、弧形压电陶瓷片2g、弧形压电陶瓷片2h组成，振动体由圆环形固定支架Ia和两个相同钵形环片lb、钵形环片Ic组成，两个钵形环片的钵形突起的突出方向相反，两个钵形环片的钵形突起的中心部位均设有通孔；钵形环片Ib的突起部分和环大部分分成对等的环扇形结构4a、环扇形结构4b、环扇形结构4c和环扇形结构4d，钵形环片Ic的突起部分和环大部分分成对等的环扇形结构4e、环扇形结构4f、环扇形结构4g和环扇形结构4h,分成的各部分之间有缺口且位于钵形环片Ib外边缘的部分相互连接，钵形环片Ib和钵形环片Ic对称的粘贴于圆环形固定支架Ia两侧并与之匹配，钵形环片Ib与固定支架Ia接触的一面为与钵形环片Ib的突起相对的面，钵形环片Ic与固定支架Ia接触的一面为与钵形环片Ic的突起相对的面，弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d对应的粘贴于钵形环片Ib的上方即钵形环片Ib设有突起的一面，弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d的极化方向为压电陶瓷片的厚度方向且正极远离钵形环片Ib负极靠近钵形环片lb，弧形压电陶瓷片2e、弧形压电陶瓷片2f、弧形压电陶瓷片2g和弧形压电陶瓷片2h对应的粘贴于钵形环片Ic的下方即钵形环片Ic设有突起的一面，弧形压电陶瓷片2e、弧形压电陶瓷片2f、弧形压电陶瓷片2g、弧形压电陶瓷片2h的极化方向为压电陶瓷片的厚度方向且正极远离钵形环片Ic负极靠近钵形环片lc，弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d与弧形压电陶瓷片2e、弧形压电陶瓷片2f、弧形压电陶瓷片2g、弧形压电陶瓷片2h的极化方向相反，动子3穿过钵形环片Ib和钵形环片Ic的通孔并与通孔过盈配合，圆环形固定支架Ia上设有四个呈均匀分布且与缺口一一对应的固定孔，该固定孔还可以分布于两个缺口之间部分的中间部分，便于对定子进行固定，用于限定定子运动。振动体由不锈钢、钢片等弹性金属材料制成，并通过圆环形固定支架Ia周边的4个固定孔块进行固定。[0047]对弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d通与如图17所示的一定频率的信号5，信号5从弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d的正极输入，对弧形压电陶瓷片2e、弧形压电陶瓷片2f、弧形压电陶瓷片2g和弧形压电陶瓷片2h进行短路，激发钵形环片Ib和弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d做径向伸缩运动，使钵形环片Ib的突起沿对称轴(即动子3的中心轴)方向运动，从而通过摩擦使动子3向上运动，在推动动子3向上运动的过程中，突起部分的环扇形结构4e、环扇形结构4f、环扇形结构4g和环扇形结构4h对动子3进行夹持，起到导轨作用，使得动子3在向上运动的过程中维持运动方向的稳定和平衡；与之相反，对弧形压电陶瓷片2e、弧形压电陶瓷片2f、弧形压电陶瓷片2g和弧形压电陶瓷片2h通与如图17所示的一定频率的信号5，信号5从弧形压电陶瓷片2e、弧形压电陶瓷片2f、弧形压电陶瓷片2g和弧形压电陶瓷片2h的正极输入，对弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d进行短路，激发钵形环片Ic和弧形压电陶瓷片2e、弧形压电陶瓷片2f、弧形压电陶瓷片2g和弧形压电陶瓷片2h做径向伸缩运动，使钵形环片Ic的突起沿对称轴方向运动，从而通过摩擦使动子3向下运动，在推动动子3向下运动的过程中，突起部分的环扇形结构4a、环扇形结构4b、环扇形结构4c和环扇形结构4d对动子3进行夹持，起到导轨作用，使得动子3在向下运动的过程中维持运动方向的稳定和平衡作用，通过在两组压电陶瓷片之间通电的切换，实现换向，其只需要一路驱动信号就可以实现换向，由于其可以把镜头集合成动子3，并与定子之间实现过盈配合，使得结构紧凑并提供恒定的预压力，由于其定子为钵形环，可以实现超薄结构设计，由于对钵形环片突起部分进行切割和钵形环片环体部分大部分进行切害I]，使得刚度减小，更容易激发其突起部分的振动，由于只需要一路驱动电路，可以容易实现电路的微型化，使得本盘形直线压电电机更加适合手机等对镜头聚焦系统驱动机构微型化和超薄化的需求。实施例3如图9、图10、图11和图12所示，本实用新型单驱双向型盘形直线压电电机，包括定子和可相对于定子滑动的动子3，定子由振动体和8片弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c、弧形压电陶瓷片2d、弧形压电陶瓷片2e、弧形压电陶瓷片2f、弧形压电陶瓷片2g、弧形压电陶瓷片2h组成，振动体本体为一圆环形固定支架1，在圆环形固定支架I的内环设有四个两两相对的圆弧形突起4a、圆弧形突起4b、圆弧形突起4c和圆弧形突起4d,相对的两个突起的突出方向一致，即圆弧形突起4a和圆弧形突起4c的突出方向一致形成一个突起部，圆弧形突起4b和圆弧形突起4d的突出方向一致形成另一个突起部，四个圆弧形突起的顶端形成的通孔通道与动子3过盈配合；圆环形固定支架I沿其内环的圆周方向平均分为四个部分，各部分之间有缺口且位于钵形环片Ib外边缘的部分相互连接，四个部分的两面上均设有与该部分圆弧形片段相匹配的压电陶瓷片，即弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d对应的粘贴于圆环形固定支架I的上方，弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d的极化方向为压电陶瓷片的厚度方向且正极远离圆环形固定支架I负极靠近圆环形固定支架1，弧形压电陶瓷片2e、弧形压电陶瓷片2f、弧形压电陶瓷片2g和弧形压电陶瓷片2h对应的粘贴于圆环形固定支架I的下方，弧形压电陶瓷片2e、弧形压电陶瓷片2f、弧形压电陶瓷片2g、弧形压电陶瓷片2h的极化方向为压电陶瓷片的厚度方向且正极远离圆环形固定支架I负极靠近圆环形固定支架1，弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d与弧形压电陶瓷片2e、弧形压电陶瓷片2f、弧形压电陶瓷片2g、弧形压电陶瓷片2h的极化方向相反，弧形压电陶瓷片2a与弧形压电陶瓷片2e相对设置，弧形压电陶瓷片2b与弧形压电陶瓷片2f相对设置，弧形压电陶瓷片2c与弧形压电陶瓷片2g相对设置，弧形压电陶瓷片2d与弧形压电陶瓷片2h相对设置，动子3穿过圆环形固定支架I的内孔并与该内孔过盈配合，圆环形固定支架I上设有四个呈均匀分布且与缺口一一对应的固定孔，该固定孔还可以分布于两个缺口之间部分的中间部分，便于对定子进行固定，用于限定定子运动。振动体由不锈钢、钢片等弹性金属材料制成，并通过圆环形固定支架I周边的4个固定孔进行固定。对弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2f、弧形压电陶瓷片2d和弧形压电陶瓷片2h通与如图17所示的一定频率的信号5，对弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2e、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2g进行短路，信号5从弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2f、弧形压电陶瓷片2d和弧形压电陶瓷片2h的正极输入，激发弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2f、弧形压电陶瓷片2d、弧形压电陶瓷片2h和圆弧形突起4b、圆弧形突起4d径向运动，通过摩擦作用推动动子3向上运动，在推动动子3向上运动的过程中，圆弧形突起4a和圆弧形突起4c对动子3进行夹持，起到导轨作用，使得动子3在向上运动的过程中维持运动方向的稳定和平衡；对弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2e、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2g通与如图17所示的一定频率的信号5，对弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2f、弧形压电陶瓷片2d和弧形压电陶瓷片2h进行短路，信号5从弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2e、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2g的正极输入，激发弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2e、弧形压电陶瓷片2c、弧形压电陶瓷片2g和圆弧形突起4a、圆弧形突起4c径向运动，通过摩擦作用推动动子3向下运动，在推动动子3向下运动的过程中，圆弧形突起4b和圆弧形突起4d对动子3进行夹持，起到导轨作用，使得动子3在向下运动的过程中维持运动方向的稳定和平衡，通过在两组压电陶瓷片之间通电的切换，实现换向，其只需要一路驱动信号就可以实现换向，由于其可以把镜头集合成动子3，并与定子之间实现过盈配合，使得结构紧凑并提供恒定的预压力，由于其定子为钵形环，可以实现超薄结构设计，由于对钵形环片突起部分进行切割和钵形环片环体部分大部分进行切割，使得刚度减小，更容易激发其突起部分的振动，由于只需要一路驱动电路，可以容易实现电路的微型化，使得本盘形直线压电电机更加适合手机等对镜头聚焦系统驱动机构微型化和超薄化的需求。实施例4如图13、图14、图15和图16所示，本实用新型单驱双向型盘形直线压电电机，包括定子和可相对于定子滑动的动子，定子由振动体和4片弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d组成，振动体是一个包含两个突起的钵形环片1，两个突起的突出方向相反，即上突起和下突起，两个突起的中心部位均设有通孔，钵形环片I的上突起沿圆周平分为4等分:圆弧形突起4a、圆弧形突起4b、圆弧形突起4c和圆弧形突起4d,钵形环片I的下突起沿圆周平分为依次与圆弧形突起4a、圆弧形突起4b、圆弧形突起4c和圆弧形突起4d相对的4等分:圆弧形突起4e、圆弧形突起、圆弧形突起4g和圆弧形突起4h，钵形环片I的环形本体通过上下的平分线延伸被分割为四个部分且该四个部分的外边缘相互连接。弧形压电陶瓷片2a和弧形压电陶瓷片2b粘贴于圆弧形突起4a和圆弧形突起4c对应的钵形环片I的上方部分，弧形压电陶瓷片2a和弧形压电陶瓷片2b的极化方向为压电陶瓷片的厚度方向且正极远离钵形环片I负极靠近钵形环片1，弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d粘贴于圆弧形突起4e和圆弧形突起4g对应的钵形环片I的下方部分，弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d的极化方向为压电陶瓷片的厚度方向且正极远离钵形环片I负极靠近钵形环片1，弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b与弧形压电陶瓷片2c、弧形压电陶瓷片2d的极化方向相反；弧形压电陶瓷片2a与弧形压电陶瓷片2c相对设置，弧形压电陶瓷片2b与弧形压电陶瓷片2d相对设置，动子穿过钵形环片I的通孔并与之过盈配合，圆环形固定支架I上设有四个呈均匀分布且与缺口一一对应的固定孔，该固定孔还可以分布于两个缺口之间部分的中间部分，便于对定子进行固定，用于限定定子运动。振动体由不锈钢、钢片等弹性金属材料制成，并通过所述钵形环片I周边的4个固定孔进行固定。对弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d通与如图17所示的一定频率的信号5时，信号5从弧形压电陶瓷片2a和弧形压电陶瓷片2b的负极输入，信号5从弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d的正极输入，使得弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c、弧形压电陶瓷片2d、圆弧形突起4a、圆弧形突起4c、圆弧形突起4g和圆弧形突起4e向上弯曲,其通过圆弧形突起4g、圆弧形突起4e和动子之间的摩擦推动动子向上运动；相反，弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d通与如图17所示的一定频率的信号5时，信号5从弧形压电陶瓷片2a和弧形压电陶瓷片2b的正极输入，信号5从弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d的负极输入，使得弧形压电陶瓷片2a、弧形压电陶瓷片2b、弧形压电陶瓷片2c和弧形压电陶瓷片2d和圆弧形突起4a、圆弧形突起4c、圆弧形突起4g和圆弧形突起4e向下弯曲,其通过圆弧形突起4a、圆弧形突起4c和动子之间的摩擦推动动子向下运动；在推动动子上下运动的过程中，圆弧形突起4b、圆弧形突起4d、圆弧形突起4f和圆弧形突起4h对动子进行夹持，起到导轨作用，使得动子在上下运动的过程中维持运动方向的稳定和平衡，通过在两组压电陶瓷片之间通电的切换，实现换向，其只需要一路驱动信号就可以实现换向，由于其可以把镜头集合成动子3，并与定子之间实现过盈配合，使得结构紧凑并提供恒定的预压力，由于其定子为钵形环，可以实现超薄结构设计，由于对钵形环片突起部分进行切割和钵形环片环体部分大部分进行切割，使得刚度减小，更容易激发其突起部分的正弦振动，由于只需要一路驱动电路，可以容易实现电路的微型化，使得本盘形直线压电电机更加适合手机等对镜头聚焦系统驱动机构微型化和超薄化的需求。本实用新型中基于本实用新型原理的任意变形均可实现本实用新型。在此不再赘述。
权利要求1.一种单驱双向型盘形直线压电电机，包括定子和动子，其特征在于，所述定子包括振动体和对称设置在振动体两侧的至少两片压电陶瓷片，所述振动体包括振动体本体以及与振动体本体接触且相对振动体本体凸起的突起部，所述突起部设有通孔，该通孔与所述动子过盈配合；所述突起部有两个且两个突起部的突出方向相反。
2.根据权利要求1所述的单驱双向型盘形直线压电电机，其特征在于，所述振动体本体为一圆环形固定支架，在所述固定支架的两侧面各设有一钵形环片，两个钵形环片的钵形突起形成所述突起部，所述钵形突起的中心部位设有通孔，该通孔与所述动子过盈配合；两个钵形环片的钵形突起的突出方向相反；所述压电陶瓷片为与钵形环片的环状部分相匹配的环形片，两片压电陶瓷片分别设置在两个钵形环片远离固定支架的一面上。
3.根据权利要求2所述的单驱双向型盘形直线压电电机，其特征在于，固定支架上设有四个呈均匀分布的固定孔。
4.根据权利要求1所述的单驱双向型盘形直线压电电机，其特征在于，所述振动体本体为一圆环形固定支架，在所述固定支架的两侧面各设有一钵形环片，两个钵形环片的钵形突起形成所述突起部，所述钵形突起的中心部位设有通孔，该通孔与所述动子过盈配合；两个钵形环片的钵形突起的突出方向相反；所述两个钵形环片均沿其通孔的圆周方向平均分为四个部分，各部分之间有缺口且外圆周部分相互连接，四个部分在远离固定支架的一面上均设有与该部分弧形片段相匹配的压电陶瓷片。
5.根据权利要求1所述的单驱双向型盘形直线压电电机，其特征在于，所述振动体本体为一圆环形固定支架，在圆环形固定支架的内环设有四个两两相对的圆弧形突起，相对的两个突起的突出方向一致，形成所述突起部，四个突起的顶端形成的通孔通道与所述动子过盈配合；圆环形固定支架沿其内环的圆周方向平均分为四个部分，各部分之间有缺口且外圆周部分相互连接，四个部分的两面上均设有与该部分弧形片段相匹配的压电陶瓷片。
6.根据权利要求1所述的单驱双向型盘形直线压电电机，其特征在于，所述振动体本体为一圆环形固定支架，在圆环形固定支架的内环设有两个相对的钵形突起，两个钵形突起的突出方向相反，形成两个所述突起部，两个钵形突起的中心部位设有通孔，该通孔与所述动子过盈配合；两个钵形突起及固定支架均沿通孔的圆周方向平均分为四个部分，各部分之间有缺口且外圆周部分相互连接，四个部分中一组相对的两个部分的两面上均设有与该部分弧形片段相匹配的压电陶瓷片。
7.根据权利要求4、5或6所述的单驱双向型盘形直线压电电机，其特征在于，固定支架上设有四个呈均匀分布且与所述缺口一一对应的固定孔。
8.根据权利要求4、5或6所述的单驱双向型盘形直线压电电机，其特征在于，固定支架上设有四个呈均匀分布的固定孔，该固定孔分布于两个缺口之间部分的中间部分。
9.根据权利要求1所述的单驱双向型盘形直线压电电机，其特征在于，对称设置在振动体两侧的压电陶瓷片沿厚度方向极化且极化方向相反。
10.根据权利要求1所述的单驱双向型盘形直线压电电机，其特征在于，所述的动子为圆筒形金属棒或金属管。
专利摘要本实用新型公开了一种单驱双向型盘形直线压电电机，包括定子和动子，所述定子包括振动体和对称设置在振动体两侧的至少两片压电陶瓷片，所述振动体包括振动体本体以及与振动体本体接触且相对振动体本体凸起的突起部，所述突起部设有通孔，该通孔与所述动子过盈配合；所述突起部有两个且两个突起部的突出方向相反。该压电电机，采用盘式驱动结构，把镜头集成压电直线电机的动子，与螺纹驱动型相比其具有衡预压力、不做“呼啦圈”运动、驱动稳定、可和镜头集成一体及盘型驱动结构可以实现超薄化设计等优点，并且使用时只需要一路驱动信号电路就可以实现双方向运动，可以更好的实现驱动电路的微型化和简单化。
文档编号H02N2/04GK203057024SQ20122065746
公开日2013年7月10日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者邢增平, 何彬, 徐凯 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所