[實(shí)用新型]一種管狀壓電振動器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320070344.0
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN203193542U
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳宇;陳柱子;周鐵英;傅德永
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種微型振動器,尤其涉及一種管狀壓電振動器，可廣泛用于微機(jī)械、光學(xué)調(diào)焦等技術(shù)領(lǐng)域，屬于振動技術(shù)和壓電材料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

大部分手機(jī)都使用振動器作為提醒器件。目前手機(jī)采用的振動器主要是電磁驅(qū)動的，電磁振動器主要是利用偏心電磁電機(jī)產(chǎn)生振動。振動器從接通電源到穩(wěn)定振動需要一段時間，這就是振動器對觸發(fā)的響應(yīng)時間。電磁振動器的觸發(fā)的響應(yīng)時間是評價振動器性能的一個重要指標(biāo)。現(xiàn)代的手機(jī)中安裝了許多游戲，而這些游戲應(yīng)用對振動器的響應(yīng)時間要求盡可能短，才會有較好的體驗(yàn)。偏心電磁電機(jī)從啟動到轉(zhuǎn)速穩(wěn)定需要較長時間，因此目前電磁振動器的響應(yīng)時間較長。

利用壓電振動器可以減少響應(yīng)時間。壓電振動器是利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)，采取特定的結(jié)構(gòu)制成的振動器，它一般由壓電陶瓷片和與之相結(jié)合的彈性基體構(gòu)成。在交流電信號的作用下，壓電陶瓷片產(chǎn)生振動并帶動與之相結(jié)合的彈性基體振動。目前常見的壓電振動器是利用雙晶片實(shí)現(xiàn)的。雙晶片是在一個片狀彈性基體上粘接壓電元件，利用壓電元件驅(qū)動片狀體振動。這種雙晶片壓電振動器的響應(yīng)時間要小于偏心電磁振動器的響應(yīng)時間，雙晶片壓電振動器的工作電壓偏高，不適合在手機(jī)中工作。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提出一種管狀壓電振動器，以解決目前已有的微型振動器響應(yīng)時間長或工作電壓高的問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種管狀壓電振動器，包括由彈性基體和壓電元件組成的管狀振動體，其特征在于：該振動器還包括支架，該支架含有支架桿和固定部件；所述的彈性基體采用彈性管狀多面體結(jié)構(gòu)，所述的壓電元件粘貼在彈性管狀多面體結(jié)構(gòu)的外表面或內(nèi)表面；所述支架桿的一端與彈性管狀多面體結(jié)構(gòu)或壓電元件連接，支架桿的另一端與固定部件連接。

本實(shí)用新型的技術(shù)特征還在于：彈性管狀多面體結(jié)構(gòu)的外表面由多個平面構(gòu)成，或曲面構(gòu)成，或由部分平面和部分曲面構(gòu)成，彈性管狀多面體結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面由多個平面構(gòu)成，或由部分平面和部分曲面構(gòu)成，或由曲面構(gòu)成；所述的壓電元件置于彈性管狀多面體結(jié)構(gòu)的外表面的平面上或置于管狀多面體結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的平面上。

本實(shí)用新型的另一技術(shù)特征是：所述支架桿的一端與管狀振動體的一端或者兩端連接，支架桿與管狀振動體的連接位置位于彈性管狀多面體結(jié)構(gòu)的邊緣部位或壓電元件的邊緣部位，支架桿的另一端與固定部件連接。

本實(shí)用新型所述的彈性管狀多面體結(jié)構(gòu)外表面的平面數(shù)目至少為2個；所述的彈性管狀多面體結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的平面數(shù)目至少為2個。所述支架桿的數(shù)目應(yīng)小于等于壓電元件的數(shù)目。

本實(shí)用新型與已有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果：本實(shí)用新型采用支架與管狀振動體的組合，使得管狀多面體結(jié)構(gòu)的振動與支架振動耦合，通過適當(dāng)安置支架位置可以使彈性管狀多面體結(jié)構(gòu)的駐波振動產(chǎn)生較大振幅，使行波運(yùn)動減小振幅損失，從而可以得到大振幅的微型化器件；采用管狀結(jié)構(gòu)作為振動體代替片狀結(jié)構(gòu)的振動體，可以獲得較多的振動形式，為優(yōu)化設(shè)計高效振動器提供了較多的機(jī)會。該振動器適合微型化，在手機(jī)振動器和超聲電機(jī)等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。通過對管狀壓電振動器的計算機(jī)模態(tài)分析，可以優(yōu)化設(shè)計得到用較低的電壓驅(qū)動得到較大的振幅；并且該振動器與雙晶片振動器相比可以得到較小的體積，與電磁振動器相比可以得到較快的響應(yīng)時間。本實(shí)用新型解決了電磁振動器響應(yīng)時間長和雙晶片壓電振動器工作電壓高的問題，為微型振動器的應(yīng)用提供了一種新的選擇。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型提供的管狀壓電振動器實(shí)施例的主視圖（單端安放支架）。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為本實(shí)用新型提供的管狀壓電振動器另一種實(shí)施例的主視圖（雙端安放支架）。

圖4為圖3的俯視圖。

圖中：1-彈性管狀多面體結(jié)構(gòu)；2-支架桿；3-固定部件；4-壓電元件；5-安裝孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理、結(jié)構(gòu)和具體實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。

本實(shí)用新型提供的管狀壓電振動器，包括由彈性基體和壓電元件組成的管狀振動體，該振動器還包括支架，該支架含有支架桿2和固定部件3；所述的彈性基體采用彈性管狀多面體結(jié)構(gòu)1，所述的壓電元件4粘貼在彈性管狀多面體結(jié)構(gòu)的外表面或內(nèi)表面；所述支架桿2的一端與彈性管狀多面體結(jié)構(gòu)或壓電元件連接，支架桿的另一端與固定部件3連接。支架桿可以采用多根，但支架桿的數(shù)目應(yīng)小于等于壓電元件的數(shù)目。所述支架桿的一端與管狀振動體的一端或者兩端連接，支架桿與管狀振動體的連接位置位于彈性管狀多面體結(jié)構(gòu)的邊緣部位或壓電元件的邊緣部位，支架桿的另一端與固定部件連接。