[實用新型]一種預應力梁壓電振子

有效

• 申請號: 201520347609.6
• 申請日: 2015-05-26
• 公開（公告）號: CN204578401U
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 吳越;王旭;涂前進
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00;H01L41/09
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 郭耀輝

技術領域

本實用新型屬于微小機械與精密機械領域，具體涉及一種預應力梁壓電振子。

背景技術

壓電振子是一種由壓電材料構成的致動器，在交變電壓作用下可發生往復的彎曲變形。利用壓電技術形成的致動器，廣泛應用于微小機械與精密機械領域。傳統的單懸臂梁壓電振子，通過懸臂的一階彎曲形成位移輸出力，其運動比較簡單，振動形式比較單一，存在輸出力與輸出位移較小、振幅和頻率范圍小的問題。

發明內容

為了解決目前壓電振子存在的問題，提出了一種預應力梁壓電振子，該壓電振子包括主懸臂、副懸臂和基座，通過布置懸臂的位置產生預應力及預變形，在壓電振子通電振動時，主懸臂的凹凸方向產生改變，副懸臂的凹凸方向與主懸臂一致，該壓電振子與傳統壓電振子比較，具有共振頻率范圍大，振動時振幅大的優點。

為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種預應力梁壓電振子，包括彈性基板、壓電陶瓷和基座，其特征在于：彈性基板為薄片型結構，所述彈性基板包括懸臂連接區、至少一個主懸臂和至少兩個副懸臂即第一副懸臂與第二副懸臂，所述第一副懸臂和第二副懸臂尺寸相同且關于懸臂連接區中軸線對稱布置，所述主懸臂與副懸臂交錯布置在所述懸臂連接區的同側；所述基座包括下基座和上基座，所述下基座中與前側面垂直的上表面布置有沉槽，即主懸臂安裝槽和副懸臂安裝槽，所述副懸臂安裝槽包括第一副懸臂安裝槽和第二副懸臂安裝槽，所述主懸臂安裝槽和副懸臂安裝槽與所述前側面貫通且交錯布置，所述第一副懸臂安裝槽和第二副懸臂安裝槽尺寸相同且關于下基座中軸線對稱布置，所述第一副懸臂安裝槽和第二副懸臂安裝槽的間距與所述第一副懸臂和第二副懸臂的間距相等，所述副懸臂安裝槽為矩形且寬度和所述副懸臂寬度相等，所述主懸臂安裝槽為矩形且寬度與所述主懸臂寬度相等，所述副懸臂安裝槽中與所述前側面平行的側面稱為副懸臂定位面，所述主懸臂安裝槽中與所述前側面平行的側面稱為主懸臂定位面，所述主懸臂定位面和副懸臂定位面之間的距離不等于所述主懸臂和副懸臂的長度差，形成預應力及預變形；所述主懸臂布置在所述主懸臂安裝槽內，主懸臂伸出末端面和主懸臂定位面配合，所述主懸臂的下表面和主懸臂安裝槽的底面配合連接，所述副懸臂布置在副懸臂安裝槽內，副懸臂伸出末端面和副懸臂定位面配合，所述副懸臂的下表面和副懸臂安裝槽的底面配合連接；所述上基座為薄片型結構，所述上基座的上表面為矩形且其中第一組對邊的間距大于所述彈性基板的寬度，所述上基座上表面第二組對邊之一所在的側面與下基座的前側面對齊布置；所述壓電陶瓷為薄片型結構，所述壓電陶瓷布置在所述主懸臂表面上，或者布置在副懸臂表面上，或同時布置在所述主懸臂和副懸臂表面上，一片所述壓電陶瓷與懸臂形成單晶片結構，或同時在懸臂的另一側布置另一片壓電陶瓷形成雙晶片結構。

工作時，壓電振子在交變電壓的作用下發生往復彎曲變形，壓電振子運動到上極限位置，電壓正負變化后，在預應力和壓電效應的共同作用下壓電振子會運動到下極限位置，懸臂的凹凸方向發生改變，由于主懸臂和副懸臂的共同作用，壓電振子的振幅增大，共振頻率范圍增大。

附圖說明

圖1是本實用新型一種預應力梁壓電振子裝配關系示意圖。

圖2是本實用新型懸臂未固定時的預應力梁壓電振子軸測圖。

圖3是本實用新型一種預應力梁壓電振子側視圖。

圖4是本實用新型下基座的軸測圖。

具體實施方式

參照圖1、圖2、圖3和圖4，本實用新型一種預應力梁壓電振子包括彈性基板1、壓電陶瓷2和基座3，其特征在于：

所述彈性基板1為薄片型結構，所述彈性基板1包括懸臂連接區13、至少一個主懸臂11和至少兩個副懸臂12即第一副懸臂121與第二副懸臂122，所述第一副懸臂121和第二副懸臂122尺寸相同且關于懸臂連接區中軸線131對稱布置，所述主懸臂11與副懸臂12交錯布置在所述懸臂連接區13的同側；所述基座3包括下基座31和上基座32，所述下基座31中與前側面315垂直的上表面布置有沉槽，即主懸臂安裝槽312和副懸臂安裝槽311，所述副懸臂安裝槽311包括第一副懸臂安裝槽3111和第二副懸臂安裝槽3112，所述主懸臂安裝槽312和副懸臂安裝槽311與所述前側面315貫通且交錯布置，所述第一副懸臂安裝槽3111和第二副懸臂安裝槽3112尺寸相同且關于下基座中軸線316對稱布置，所述第一副懸臂安裝槽3111和第二副懸臂安裝槽3112的間距與所述第一副懸臂121和第二副懸臂122的間距相等，所述副懸臂安裝槽311為矩形且寬度和所述副懸臂12寬度相等，所述主懸臂安裝槽312為矩形且寬度與所述主懸臂11寬度相等，所述副懸臂安裝槽311中與所述前側面315平行的側面稱為副懸臂定位面314，所述主懸臂安裝槽312中與所述前側面315平行的側面稱為主懸臂定位面313，所述主懸臂定位面313和副懸臂定位面314之間的距離不等于所述主懸臂11和副懸臂12的長度差，形成預應力和預變形；所述主懸臂11焊接布置在所述主懸臂安裝槽312內，主懸臂伸出末端面111和主懸臂定位面313配合，所述主懸臂11的下表面和主懸臂安裝槽312的底面配合連接，所述副懸臂12焊接布置在副懸臂安裝槽311內，副懸臂伸出末端面123和副懸臂定位面314配合，所述副懸臂12的下表面和副懸臂安裝槽311的底面配合連接；所述上基座32為薄片型結構，所述上基座32的上表面為矩形且其中第一組對邊的間距大于所述彈性基板1的寬度，所述上基座32上表面第二組對邊之一所在的側面與下基座31的前側面315對齊布置；所述壓電陶瓷2為薄片型結構，所述壓電陶瓷2粘接布置在所述主懸臂11表面上。