[發明專利]一種由壓電陶瓷驅動的MEMS微結構三軸式激勵裝置

有效

• 申請號: 201711355464.4
• 申請日: 2017-12-16
• 公開（公告）號: CN108168815B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 佘東生;趙玉峰;楊禎山;郭兆正;劉繼行;孫小楠
• 申請（專利權）人: 渤海大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01H9/00
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所(普通合伙) 21225
• 代理人: 張旭存

1.一種由壓電陶瓷驅動的MEMS微結構三軸式激勵裝置，包括套筒和底板，在套筒內設有疊堆壓電陶瓷、壓力傳感器、上聯接塊和下聯接塊，在套筒上面設有彈性支撐件和MEMS微結構，其特征是：

在套筒上端設有環形頂板，所述MEMS微結構通過彈性支撐件安裝在環形頂板上；在環形頂板和底板之間位于套筒外面圓周均布有導向軸，在套筒壁上沿圓周方向均布有與導向軸一一對應的U型豁口，所述下聯接塊外緣圓周均布有導向支臂且每個導向支臂分別由對應的U型豁口穿過并套裝在導向軸上；在每個導向支臂上位于導向軸處分別設有鎖緊裝置，用于將下聯接塊固定在導向軸上；

所述下聯接塊上端為半球狀圓頭并頂在上聯接塊的底平面中心處，使上、下聯接塊之間形成點接觸；所述壓力傳感器鑲裝在上聯接塊頂面的中心孔內，疊堆壓電陶瓷夾持在壓力傳感器與彈性支撐件之間；

在上聯接塊與套筒之間圓周均布設有球頭柱塞，球頭柱塞外端分別連接在沿圓周方向均布設于套筒壁上的柱塞安裝座內，球頭柱塞內端的鋼珠分別頂入到沿圓周方向均布在上聯接塊外緣的滑槽內，用于實現上聯接塊的定位并輔助上聯接塊補償疊堆壓電陶瓷兩工作表面平行度誤差的調節。

2.根據權利要求1所述的一種由壓電陶瓷驅動的MEMS微結構三軸式激勵裝置，其特征是：在套筒壁上沿圓周方向均布有螺孔，所述柱塞安裝座分別通過螺紋安裝在螺孔內。

3.根據權利要求2所述的一種由壓電陶瓷驅動的MEMS微結構三軸式激勵裝置，其特征是：所述U型豁口與螺孔數量相當且沿套筒圓周方向相互等距間隔布置。

4.根據權利要求1所述的一種由壓電陶瓷驅動的MEMS微結構三軸式激勵裝置，其特征是：所述彈性支撐件是由一個圓柱形壓片和圓周均布在壓片外緣的三個支撐片構成，所述支撐片的厚度小于壓片的厚度；以減小壓片的變形量，避免MEMS微結構因膠體開裂而發生脫落。

5.根據權利要求4所述的一種由壓電陶瓷驅動的MEMS微結構三軸式激勵裝置，其特征是：所述彈性支撐件的三個支撐片外端分別通過支柱支撐固定在環形頂板上面。

6.根據權利要求1或3所述的一種由壓電陶瓷驅動的MEMS微結構三軸式激勵裝置，其特征是：所述導向軸為三根。

7.根據權利要求1或3或4所述的一種由壓電陶瓷驅動的MEMS微結構三軸式激勵裝置，其特征是：在疊堆壓電陶瓷上端扣設有安裝套，所述彈性支撐件壓在安裝套上，用于避免由于疊堆壓電陶瓷頂部工作表面的粗糙不平所導致的疊堆壓電陶瓷和彈性支撐件接觸不良的問題。

8.根據權利要求6所述的一種由壓電陶瓷驅動的MEMS微結構三軸式激勵裝置，其特征是：在每個導向支臂上分別設有用于穿過導向軸的通孔并在通孔內分別鑲裝有軸套。

9.根據權利要求1或3所述的一種由壓電陶瓷驅動的MEMS微結構三軸式激勵裝置，其特征是：在上聯接塊外緣圓周均布連接有與U型豁口一一對應的調節桿，調節桿外端分別由對應的U型豁口伸出；用于實現測試后上聯接塊的復位。

10.根據權利要求1所述的一種由壓電陶瓷驅動的MEMS微結構三軸式激勵裝置，其特征是：所述鎖緊裝置為通過螺釘固定在下聯接塊底面并套在導向軸上的軸固定環，在軸固定環一側設有開口并通過鎖緊螺釘固定在導向軸上。