本實(shí)用新型屬于壓電驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，具體涉及一種慣性壓電驅(qū)動(dòng)器。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，微型驅(qū)動(dòng)技術(shù)在超精密機(jī)械及其制造、精密測(cè)量、生物醫(yī)療等學(xué)科領(lǐng)域中占據(jù)越來(lái)越重要的地位，微型驅(qū)動(dòng)器在民用方面也越來(lái)越受到關(guān)注。壓電陶瓷材料具備高精度、響應(yīng)快、驅(qū)動(dòng)功率低、工作頻率寬、不受電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，因此近年來(lái)，對(duì)于由此類(lèi)元件作為驅(qū)動(dòng)源的精密驅(qū)動(dòng)器得到較快發(fā)展。然而，現(xiàn)有的壓電式微型驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，加工困難，成本較高，并且多為剛性結(jié)構(gòu)，工作時(shí)驅(qū)動(dòng)器直接與工作平面剛性接觸，對(duì)工作環(huán)境的要求相對(duì)較高、適用性不強(qiáng)，因此設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、環(huán)境適用性強(qiáng)的微小型驅(qū)動(dòng)器十分必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決目前微型壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、適用性不強(qiáng)等問(wèn)題，提出了一種慣性壓電驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器由壓電振子、質(zhì)量塊、基座和復(fù)合懸臂構(gòu)成，壓電振子的振動(dòng)帶動(dòng)質(zhì)量塊振動(dòng)，利用慣性力使整個(gè)驅(qū)動(dòng)器定向運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型與目前驅(qū)動(dòng)器相比，利用了慣性力使復(fù)合懸臂產(chǎn)生彎曲變形，由于復(fù)合懸臂的兩種材料的摩擦系數(shù)不同，不同材料接觸地面時(shí)摩擦力不同，摩擦力小位移大，驅(qū)動(dòng)器可朝向摩擦系數(shù)較小的材料一側(cè)運(yùn)動(dòng)，環(huán)境適用性強(qiáng)，避免了剛性接觸，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型一種慣性壓電驅(qū)動(dòng)器，包括壓電振子、質(zhì)量塊和基座，其特征在于還包括復(fù)合懸臂，其中：所述壓電振子兩端分別固定連接在所述質(zhì)量塊和 所述基座上；所述復(fù)合懸臂為薄片型結(jié)構(gòu)且由高摩擦彈性材料和低摩擦彈性材料層合構(gòu)成，所述高摩擦彈性材料和所述低摩擦彈性材料都為薄片型結(jié)構(gòu)且尺寸相同，所述高摩擦彈性材料的摩擦系數(shù)大于所述低摩擦彈性材料的摩擦系數(shù)，四個(gè)所述復(fù)合懸臂布置在基座下表面，所有的所述低摩擦彈性材料面向同一側(cè)；所述壓電振子由壓電陶瓷和彈性基板粘接構(gòu)成，所述壓電陶瓷和彈性基板的粘接面與所述基座上表面垂直，所述高摩擦彈性材料和低摩擦彈性材料的層合面與所述彈性基板和基座上表面的交線(xiàn)平行。

所述壓電陶瓷和彈性基板的粘接面與所述基座上表面夾角可以不為零，所述低摩擦彈性材料面向所述壓電振子的傾斜方向。

工作時(shí)，壓電振子作為動(dòng)力源在交變電壓的作用下發(fā)生往復(fù)彎曲變形，利用了慣性使復(fù)合懸臂產(chǎn)生彎曲變形，又由于復(fù)合懸臂的兩種材料的摩擦系數(shù)不同，不同材料接觸地面時(shí)摩擦力不同，摩擦力小位移大，驅(qū)動(dòng)器可朝向摩擦系數(shù)較小的材料一側(cè)運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)周期內(nèi)，零到四分之一周期時(shí)，壓電振子振動(dòng)，質(zhì)量塊受到壓電振子向右的作用力并向右運(yùn)動(dòng)，底座受到向左的反作用力并向左運(yùn)動(dòng)，復(fù)合懸臂彎曲，摩擦系數(shù)較大的高摩擦彈性材料接觸地面，底座向左運(yùn)動(dòng)距離為a，四分之一周期末時(shí)驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)如圖3中的上側(cè)圖虛線(xiàn)所示，實(shí)線(xiàn)為一個(gè)周期開(kāi)始時(shí)的初始位置；四分之一到四分之三周期時(shí)，質(zhì)量塊受到壓電振子向左的作用力并向左運(yùn)動(dòng)，底座受到向右的反作用力并向右運(yùn)動(dòng)，摩擦系數(shù)較小的低摩擦彈性材料接觸地面，底座向右運(yùn)動(dòng)距離為b，四分之三周期末時(shí)驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)如圖3中的中間圖虛線(xiàn)所示，實(shí)線(xiàn)為一個(gè)周期開(kāi)始時(shí)的初始位置；四分之三到一個(gè)周期時(shí)，質(zhì)量塊受到壓電振子向右的作用力并向右運(yùn)動(dòng)，底座受到向左的反作用力并向左運(yùn)動(dòng)，摩擦系數(shù)較大的高摩擦彈性材料接觸地面，底座向左運(yùn)動(dòng)距離為c，一個(gè)周期末時(shí)驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)如圖3中的下側(cè)圖虛線(xiàn) 所示，實(shí)線(xiàn)為一個(gè)周期開(kāi)始時(shí)的初始位置，由于高摩擦彈性材料的摩擦系數(shù)大于低摩擦彈性材料，故高摩擦彈性材料產(chǎn)生的摩擦力大于低摩擦彈性材料產(chǎn)生的摩擦力，故a+c＜b，即底座向右運(yùn)動(dòng)的總距離大于向左運(yùn)動(dòng)的總距離，驅(qū)動(dòng)器向右運(yùn)動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一種慣性壓電驅(qū)動(dòng)器的裝配圖。

圖2是本實(shí)用新型中復(fù)合懸臂的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)示意圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1和圖2，本實(shí)用新型一種慣性壓電驅(qū)動(dòng)器，包括壓電振子1、質(zhì)量塊2和基座3，其特征在于還包括復(fù)合懸臂4，其中：所述壓電振子1兩端分別固定連接在所述質(zhì)量塊2和所述基座3上；所述復(fù)合懸臂4為薄片型結(jié)構(gòu)且由高摩擦彈性材料41和低摩擦彈性材料42層合構(gòu)成，所述高摩擦彈性材料41和所述低摩擦彈性材料42都為薄片型結(jié)構(gòu)且尺寸相同，所述高摩擦彈性材料41的摩擦系數(shù)大于所述低摩擦彈性材料42的摩擦系數(shù)，四個(gè)所述復(fù)合懸臂4布置在基座3下表面，所有的所述低摩擦彈性材料42面向同一側(cè)；所述壓電振子1由壓電陶瓷11和彈性基板12粘接構(gòu)成，所述壓電陶瓷11和彈性基板12的粘接面與所述基座3上表面垂直，與所述高摩擦彈性材料41和低摩擦彈性材料42的層合面所述彈性基板12和基座3上表面的交線(xiàn)平行。工作時(shí)，壓電振子1作為動(dòng)力源在交變電壓的作用下發(fā)生往復(fù)彎曲變形，利用了慣性使復(fù)合懸臂4產(chǎn)生彎曲變形，又由于復(fù)合懸臂4的兩種材料的摩擦系數(shù)不同，不同材料接觸地面時(shí)摩擦力不同，摩擦力小位移大，驅(qū)動(dòng)器可朝向摩擦系數(shù)較小的材料一側(cè)運(yùn)動(dòng)。