專利名稱：壓電驅(qū)動(dòng)器及直線壓電馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓電馬達(dá)技術(shù)，尤其涉及一種壓電驅(qū)動(dòng)器及直線壓電馬達(dá)。
背景技術(shù)：
壓電馬達(dá)是一種微型電機(jī)，其具有響應(yīng)速度快、位移分辨率高的優(yōu)點(diǎn)，可適用于微型或超微型機(jī)械中微納米定位及驅(qū)動(dòng)，例如微型或超微型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的聚焦或變焦驅(qū)動(dòng)等，由于壓電馬達(dá)結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小，因此，如何提高壓電馬達(dá)制作的便利性、壓電馬達(dá)的控制性能以及壓電馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)能力非常重要。壓電馬達(dá)主要包括壓電驅(qū)動(dòng)器和運(yùn)動(dòng)部件，壓電驅(qū)動(dòng)器是提供驅(qū)動(dòng)力的關(guān)鍵部件，壓電馬達(dá)就是依靠壓電驅(qū)動(dòng)器的特定運(yùn)動(dòng)來帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，其中，壓電驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)方式主要是呼啦圈式的行波運(yùn)動(dòng)，以及駐波諧振動(dòng)，從而可利用壓電驅(qū)動(dòng)器的呼啦圈式的行波運(yùn)動(dòng)或駐波諧波振動(dòng)帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，例如美國(guó)專利US6940209公開了一種工作時(shí)作呼啦圈式行波運(yùn)動(dòng)的壓電驅(qū)動(dòng)器，以及美國(guó)專利US7501745B2公開了一種工作在第一階縱振模式和第二階彎曲振動(dòng)模式，作橢圓軌跡運(yùn)動(dòng)的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，這些壓電驅(qū)動(dòng)器要么本身制作困難、組裝的馬達(dá)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要么驅(qū)動(dòng)電壓過高，不易進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制和微型化。為簡(jiǎn)化壓電馬達(dá)的結(jié)構(gòu)，減少馬達(dá)尺寸，發(fā)明人在發(fā)明名稱為《一種微型壓電單晶直線電機(jī)》、申請(qǐng)?zhí)枮?01010199085. 2中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)中提出了一種壓電單晶驅(qū)動(dòng)器，該壓電單晶驅(qū)動(dòng)器由單個(gè)方柱狀結(jié)構(gòu)的壓電單晶構(gòu)成，在壓電單晶上設(shè)置4個(gè)沿軸向排布的電極，通過在4個(gè)電極上施加設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓，可使得壓電單晶驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生駐波諧振動(dòng)或行波振動(dòng)，從而通過摩擦球驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)塊沿直線運(yùn)動(dòng)，該壓電單晶驅(qū)動(dòng)器可工作在第一階彎曲振動(dòng)模式，具有較低的諧振頻率。但是，現(xiàn)有采用單個(gè)壓電單晶構(gòu)成的壓電單晶驅(qū)動(dòng)器，結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但是其要達(dá)到所需的振動(dòng)時(shí)，所需要的驅(qū)動(dòng)電壓相對(duì)較大，低電壓驅(qū)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)力較小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種壓電驅(qū)動(dòng)器及直線壓電馬達(dá)，可有效克服現(xiàn)有壓電陶瓷或壓電單晶驅(qū)動(dòng)器存在的問題，減少驅(qū)動(dòng)電壓，提高驅(qū)動(dòng)力。本發(fā)明提供一種壓電驅(qū)動(dòng)器，包括疊加在一起的至少兩個(gè)壓電片，各壓電片分別具有設(shè)定的極化分布方向，且各壓電片的表面設(shè)置有與壓電片極化分布方向配合設(shè)置的第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組，以便在施加在所述第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組的預(yù)設(shè)特征頻率驅(qū)動(dòng)電壓作用下，各壓電片產(chǎn)生相同頻率的振動(dòng)變形，從而在各壓電片的合成振動(dòng)變形下使所述壓電驅(qū)動(dòng)器整體產(chǎn)生一階彎曲振動(dòng)模式下的駐波諧振動(dòng)或行波運(yùn)動(dòng)。其中，各壓電片均為矩形壓電片；所述壓電驅(qū)動(dòng)器上各壓電片均沿厚度方向極化，所述的厚度方向?yàn)榕c壓電片的疊加方向相同。上述的壓電驅(qū)動(dòng)器中，所述第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組沿所述壓電驅(qū)動(dòng)器的對(duì)角線設(shè)置，以便所述壓電驅(qū)動(dòng)器在施加在所述第一驅(qū)動(dòng)電極組或第二驅(qū)動(dòng)電極組上的預(yù)設(shè)特征頻率的第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓作用下，通過各壓電片的疊加運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生沿對(duì)角線方向的一階彎曲振動(dòng)模式下的駐波諧振動(dòng)，或者，在施加在所述第一驅(qū)動(dòng)電極組的預(yù)設(shè)特征頻率的第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓，以及施加在所述第二驅(qū)動(dòng)電極組上相同預(yù)設(shè)特征頻率的第二預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓共同作用下，通過各壓電片的合成運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一階彎曲振動(dòng)模式下的呼啦圈式的行波運(yùn)動(dòng)。具體地，所述壓電驅(qū)動(dòng)器包括第一壓電片和第二壓電片，且所述第一壓電片和第二壓電片具有相同的極化方向；所述第一壓電片和第二壓電片相互疊加的表面具有公共驅(qū)動(dòng)電極；所述第一壓電片和第二壓電片沿疊加方向的兩個(gè)外表面上，分別設(shè)置有間隔設(shè)置的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極，從而在所述壓電驅(qū)動(dòng)器的兩個(gè)對(duì)角線方向分別形成第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組。此外，上述的壓電驅(qū)動(dòng)器還可包括沿壓電片疊加方向設(shè)置的第一壓電片組和第二壓電片組，且所述第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組沿壓電片疊加方向設(shè)置，以便所述第一壓電片組在施加在所述第一驅(qū)動(dòng)電極組上的預(yù)設(shè)特征頻率的第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓作用下，產(chǎn)生沿寬度方向的彎曲變形，所述第二壓電片組在施加在所述第二驅(qū)動(dòng)電極組上的預(yù)設(shè)特征頻率的第二預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓作用下，產(chǎn)生沿厚度方向的彎曲變形，從而使所述壓電驅(qū)動(dòng)器整體通過運(yùn)動(dòng)疊加產(chǎn)生一階彎曲振動(dòng)模式下的呼啦圈式的行波運(yùn)動(dòng)?；蛘?，上述的壓電驅(qū)動(dòng)器也可包括沿壓電片疊加方向依次設(shè)置的第一壓電片組和第二壓電片組，且所述第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組沿壓電片疊加方向設(shè)置，以便所述第一壓電片組和第二壓電片組在所述第一驅(qū)動(dòng)電極組上的預(yù)設(shè)特征頻率的第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓作用下，產(chǎn)生厚度方向的彎曲變形，所述第二壓電片組在施加在所述第二驅(qū)動(dòng)電極組上的預(yù)設(shè)特征頻率的第二預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓作用下，產(chǎn)生寬度方向的彎曲變形，從而使所述壓電驅(qū)動(dòng)器整體通過運(yùn)動(dòng)疊加產(chǎn)生一階彎曲振動(dòng)模式下的呼啦圈式的行波運(yùn)動(dòng)。上述的壓電驅(qū)動(dòng)器中，所述壓電片為壓電陶瓷元件或壓電單晶元件；或者，所述壓電片包括有彈性金屬的復(fù)合壓電元件。本發(fā)明提供一種直線壓電馬達(dá)，包括滑動(dòng)組件，以及上述本發(fā)明提供的壓電驅(qū)動(dòng)器，其中，所述滑動(dòng)組件包括導(dǎo)軌和沿所述導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)部件；所述壓電驅(qū)動(dòng)器上設(shè)置有摩擦球和彈性壓緊部件，所述摩擦球在所述彈性壓緊部件提供的壓緊力作用下與所述滑動(dòng)部件彈性接觸；所述摩擦球在所述壓電驅(qū)動(dòng)器的駐波諧振動(dòng)或行波運(yùn)動(dòng)作用下驅(qū)動(dòng)所述滑動(dòng)部件直線運(yùn)動(dòng)。上述的直線壓電馬達(dá)還包括驅(qū)動(dòng)電源，所述驅(qū)動(dòng)電源用于為所述壓電驅(qū)動(dòng)器提供預(yù)設(shè)特征頻率的驅(qū)動(dòng)電壓，使所述壓電驅(qū)動(dòng)器整體激發(fā)產(chǎn)生一階彎曲模式的振動(dòng)變形。具體地，所述驅(qū)動(dòng)電源用于為所述壓電驅(qū)動(dòng)器提供預(yù)設(shè)特征頻率的第一驅(qū)動(dòng)電壓和第二驅(qū)動(dòng)電壓；且第一和第二驅(qū)動(dòng)電壓之間具有η/2或90°相位差。本發(fā)明提供的壓電驅(qū)動(dòng)器及直線壓電馬達(dá)，通過采用多層壓電片疊加的方式，可通過各壓電片的振動(dòng)變形疊加使壓電驅(qū)動(dòng)器整體產(chǎn)生駐波諧振動(dòng)或行波運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而可帶動(dòng)直線壓電馬達(dá)上的滑動(dòng)塊做直線運(yùn)動(dòng)，由于多層結(jié)構(gòu)可以有效減少各壓電片的厚度尺寸， 因此，可有效減少壓電驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電壓；另外，通過利用各壓電片的厚度極化取代一個(gè)單個(gè)壓電棒的表面極化，，還可有效提高壓電驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力；同時(shí)，本發(fā)明技術(shù)方案壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作和控制方便，具有較好的實(shí)用效果。


圖1為本發(fā)明直線壓電馬達(dá)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2B為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一的主視圖；圖3A為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一駐波驅(qū)動(dòng)方式下施加第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓產(chǎn)生沿A-A方向駐波諧振動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3B為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一產(chǎn)生沿A-A方向駐波諧振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4A為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一駐波驅(qū)動(dòng)方式下施加第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓產(chǎn)生沿B-B方向駐波諧振動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4B為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一產(chǎn)生沿B-B方向駐波諧振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5A為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一行波驅(qū)動(dòng)方式下施加第二預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓產(chǎn)生行波運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5B為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一產(chǎn)生行波運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7A為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7B為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例三產(chǎn)生沿寬度方向的彎曲振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7C為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例三產(chǎn)生沿厚度方向的彎曲振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供的壓電驅(qū)動(dòng)器包括疊加在一起的至少兩個(gè)壓電片，各壓電片分別具有設(shè)定的極化分布方向，且各壓電片的表面設(shè)置有與壓電片極化分布方向配合設(shè)置的第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組，以便在施加在第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組的預(yù)設(shè)特征頻率驅(qū)動(dòng)電壓作用下，各壓電片產(chǎn)生相同頻率的振動(dòng)變形，從而在各壓電片的合成振動(dòng)變形下使壓電驅(qū)動(dòng)器整體產(chǎn)生一階彎曲振動(dòng)模式下的駐波諧振動(dòng)或行波運(yùn)動(dòng)，其中， 所述的特征頻率是指壓電驅(qū)動(dòng)器在產(chǎn)生一個(gè)本征振動(dòng)特定模式的諧振頻率；所述的本征振動(dòng)特定模式是指壓電驅(qū)動(dòng)器在一階彎曲振動(dòng)模式下的駐波振動(dòng)模態(tài)或“呼啦圈”式行波模態(tài)。本發(fā)明實(shí)施例通過采用多個(gè)壓電片疊加，并在各壓電表面設(shè)置與壓電片極化分布方向配合的驅(qū)動(dòng)電極，形成第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組，從而使得各壓電片可在施加的預(yù)設(shè)特征頻率驅(qū)動(dòng)電壓作用下產(chǎn)生特定頻率和模態(tài)的振動(dòng)變形，進(jìn)而使得壓電驅(qū)動(dòng)器整體通過各壓電片合成振動(dòng)變形和運(yùn)動(dòng)疊加后，產(chǎn)生一階彎曲振動(dòng)模式下的駐波諧振動(dòng)或行波運(yùn)動(dòng)，從而可通過壓電驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)直線壓電馬達(dá)上滑動(dòng)塊做直線運(yùn)動(dòng)。圖1為本發(fā)明直線壓電馬達(dá)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，直線馬達(dá)包括滑動(dòng)組件10和壓電驅(qū)動(dòng)器20，其中，滑動(dòng)組件10包括導(dǎo)軌101和沿導(dǎo)軌101直線運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)部件 102 ；壓電驅(qū)動(dòng)器20上設(shè)置有摩擦球30和彈性壓緊部件40，摩擦球30在彈性壓緊部件40 提供的壓緊力作用下與滑動(dòng)部件102彈性接觸；摩擦球30在壓電驅(qū)動(dòng)器20的駐波諧振動(dòng)或行波運(yùn)動(dòng)作用下驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)部件102沿導(dǎo)軌作直線運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明實(shí)施例提供的壓電驅(qū)動(dòng)器即可作為圖1中所示的壓電驅(qū)動(dòng)器，用于產(chǎn)生駐波諧振動(dòng)或行波運(yùn)動(dòng)，以通過帶動(dòng)摩擦球 30隨其一起運(yùn)動(dòng)，迫使滑動(dòng)部件102沿導(dǎo)軌101作直線運(yùn)動(dòng)，其中這里所說的滑動(dòng)部件102 即為滑動(dòng)塊。下面將根據(jù)壓電驅(qū)動(dòng)器的工作模式的不同，對(duì)本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行詳細(xì)的說明。工作模式一壓電片產(chǎn)生沿對(duì)角線方向的振動(dòng)變形工作模式該工作模式一中，可使壓電驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生沿對(duì)角線方向的振動(dòng)變形，其中，第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組沿壓電驅(qū)動(dòng)器的對(duì)角線設(shè)置，以便壓電驅(qū)動(dòng)器在施加在第一驅(qū)動(dòng)電極組或第二驅(qū)動(dòng)電極組上的預(yù)設(shè)特征頻率的第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓作用下，通過各壓電片的合成運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生沿對(duì)角線方向的一階彎曲振動(dòng)模式下的駐波諧振動(dòng)，或者，在施加在第一驅(qū)動(dòng)電極組的預(yù)設(shè)特征頻率的第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓，以及施加在第二驅(qū)動(dòng)電極組上的相同預(yù)設(shè)特征頻率的第二預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓共同作用下，通過各壓電片的疊加運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一階彎曲振動(dòng)模式下的呼啦圈式的行波運(yùn)動(dòng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本實(shí)施例中所述的第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組沿壓電驅(qū)動(dòng)器的對(duì)角線設(shè)置，并非特指幾何形狀上的對(duì)角線設(shè)置，而是在壓電驅(qū)動(dòng)器的對(duì)角線方向上，可將設(shè)置在各壓電片上的驅(qū)動(dòng)電極劃分成兩組，以便通過對(duì)該兩組驅(qū)動(dòng)電極組施加預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓，使壓電驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生沿對(duì)角線方向的駐波諧振動(dòng)或呼啦圈式行波運(yùn)動(dòng)。圖2A為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2B為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一的主視圖。如圖2A和圖2B所示，壓電驅(qū)動(dòng)器包括壓電片11和壓電片12，且壓電片11和壓電片12具有相同的極化分布方向，其中壓電片的極化分布方向請(qǐng)參見圖中所示的箭頭方向；壓電片11和壓電片12相互疊加的表面具有公共驅(qū)動(dòng)電極13 ；壓電片11 和壓電片12沿疊加方向的兩個(gè)外表面上，分別設(shè)置有間隔設(shè)置的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極，從而可在壓電驅(qū)動(dòng)器的兩個(gè)對(duì)角線方向分別形成第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組。如圖2A和圖2B所示，上述位于上方的壓電片11的上表面設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電極111和驅(qū)動(dòng)電極112 ；壓電片12的下表面設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電極121和驅(qū)動(dòng)電極122 ；在壓電驅(qū)動(dòng)器的對(duì)角線A-A方向形成包括驅(qū)動(dòng)電極111、驅(qū)動(dòng)電極121和公共驅(qū)動(dòng)電極13的第一驅(qū)動(dòng)電極組，在壓電驅(qū)動(dòng)器的對(duì)角線B-B方向形成包括驅(qū)動(dòng)電極112、驅(qū)動(dòng)電極122和公共驅(qū)動(dòng)電極 13的第二驅(qū)動(dòng)電極組。本實(shí)施例中，各壓電片均為矩形壓電片，且各壓電片均沿厚度方向極化，其中的厚度方向即壓電片的疊加方向。具體地，如圖2A和圖2B所示，上述的壓電片11和壓電片12 均為矩形壓電片，壓電片11和壓電片12之間可通過環(huán)氧樹脂粘結(jié)或銀電極共燒方法構(gòu)成雙層復(fù)合矩形柱狀結(jié)構(gòu)，其中，所述的壓電片具體可以是壓電陶瓷片或壓電單晶片，或者，壓電片也可以是其它具有彈性金屬的復(fù)合壓電元件，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此并不做特別限制。本實(shí)施例壓電驅(qū)動(dòng)器可在駐波驅(qū)動(dòng)方式下產(chǎn)生沿對(duì)角線方向的駐波諧振動(dòng)，或者在行波驅(qū)動(dòng)方式下產(chǎn)生呼啦圈式的行波運(yùn)動(dòng)。下面將以不同的驅(qū)動(dòng)方式對(duì)本實(shí)施例壓電驅(qū)動(dòng)器的工作情況進(jìn)行說明。1、駐波驅(qū)動(dòng)方式這里所述的駐波驅(qū)動(dòng)方式是指通過在壓電驅(qū)動(dòng)器的第一驅(qū)動(dòng)電極組或第二驅(qū)動(dòng)電極組施加預(yù)設(shè)特征頻率的第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓，以使得壓電驅(qū)動(dòng)器可產(chǎn)生沿對(duì)角線A-A方向的一階彎曲振動(dòng)模式下的駐波諧振動(dòng)，或沿對(duì)角線B-B方向的一階彎曲振動(dòng)模式下的駐波諧振動(dòng)。圖3A為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一駐波驅(qū)動(dòng)方式下施加第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓產(chǎn)生沿A-A方向駐波諧振動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3B為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一產(chǎn)生沿A-A方向駐波諧振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3A和圖3B所示，第一驅(qū)動(dòng)電極組，即驅(qū)動(dòng)電極111 和驅(qū)動(dòng)電極121接第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓Vsin on，公共驅(qū)動(dòng)電極13接地時(shí)，可在對(duì)角線A-A 方向產(chǎn)生諧波振動(dòng)，該A-A方向的諧波振動(dòng)可通過直線壓電馬達(dá)上的摩擦球撥動(dòng)滑動(dòng)塊做向右方向的直線運(yùn)動(dòng)。具體地，當(dāng)一個(gè)適當(dāng)工作頻率的交流信號(hào)電壓Vsincot施加到壓電片11和壓電片12上一對(duì)交叉的驅(qū)動(dòng)電極111和驅(qū)動(dòng)電極121時(shí)，由于逆壓電效應(yīng)，壓電片 11部分沿軸向伸長(zhǎng)，同時(shí)壓電片12部分沿軸向縮短，從而導(dǎo)致壓電驅(qū)動(dòng)器整體產(chǎn)生一個(gè)沿 A-A方向的彎曲，當(dāng)交流信號(hào)電壓的頻率為一階彎曲振動(dòng)頻率時(shí)，壓電片的本征振動(dòng)被激發(fā)，迫使壓電驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生沿對(duì)角線A-A方向的B1, dl模式一階彎曲諧振動(dòng)，一旦B1, dl模式被激發(fā)，壓電驅(qū)動(dòng)器就會(huì)通過直線壓電馬達(dá)上的摩擦球撥動(dòng)滑動(dòng)塊做向右方向的直線運(yùn)動(dòng)。圖4A為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一駐波驅(qū)動(dòng)方式下施加第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓產(chǎn)生沿B-B方向駐波諧振動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4B為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一產(chǎn)生沿B-B方向駐波諧振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4A和圖4B所示，當(dāng)?shù)诙?qū)動(dòng)電極組，即驅(qū)動(dòng)電極112 和驅(qū)動(dòng)電極122接第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓Vsin ω t，公共驅(qū)動(dòng)電極13接地時(shí)，可在對(duì)角線B-B方向產(chǎn)生諧波振動(dòng)，該B-B方向的諧波振動(dòng)可通過直線壓電馬達(dá)上的摩擦球撥動(dòng)滑動(dòng)塊做向左方向的直線運(yùn)動(dòng)，具體地，當(dāng)交流信號(hào)電壓Vsincot施加到壓電片11和壓電片12上另一對(duì)交叉的驅(qū)動(dòng)電極112和驅(qū)動(dòng)電極122時(shí)，導(dǎo)致壓電驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生一個(gè)沿B-B方向的Blid2模式一階彎曲諧振動(dòng)，壓電驅(qū)動(dòng)器可在該振動(dòng)下通過直線壓電馬達(dá)上的摩擦球撥動(dòng)滑動(dòng)塊做向左方向的直線運(yùn)動(dòng)。以上可以看出，通過在壓電驅(qū)動(dòng)器的第一驅(qū)動(dòng)電極組或第二驅(qū)動(dòng)電極組施加預(yù)設(shè)的驅(qū)動(dòng)電壓，即可使得各電壓片產(chǎn)生振動(dòng)變形，進(jìn)而使得壓電驅(qū)動(dòng)器整體可通過各壓電片的運(yùn)動(dòng)合成，產(chǎn)生沿對(duì)角線方向的駐波諧振動(dòng)，該產(chǎn)生的沿對(duì)角線方向的駐波諧振動(dòng)可帶動(dòng)直線壓電馬達(dá)上的滑動(dòng)塊做直線運(yùn)動(dòng)。2、行波驅(qū)動(dòng)方式圖5A為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一行波驅(qū)動(dòng)方式下施加第二預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓產(chǎn)生行波運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5B為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一產(chǎn)生行波運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5A和圖5B所示，第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組分別接預(yù)設(shè)特征頻率的第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓和第二預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓，即驅(qū)動(dòng)電極111和驅(qū)動(dòng)電極121接電壓Vsincotdga 電極112和驅(qū)動(dòng)電極122接電壓Vcos ω t，公共驅(qū)動(dòng)電極13接地時(shí)，壓電驅(qū)動(dòng)器整體可產(chǎn)生呼啦圈式的行波運(yùn)動(dòng)。具體地，壓電驅(qū)動(dòng)器上的第一驅(qū)動(dòng)電極組，即驅(qū)動(dòng)電極111和驅(qū)動(dòng)電極121施加交流電壓Vsincot，第二驅(qū)動(dòng)電極組，即驅(qū)動(dòng)電極112和驅(qū)動(dòng)電極122施加電壓 Vcoscot時(shí)，由于施加在第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組上的電壓具有π/2的相位差， 因此壓電驅(qū)動(dòng)器在對(duì)角線方向A-A和B-B方向就會(huì)產(chǎn)生π/2的相位差的一階彎曲振動(dòng)，該兩個(gè)對(duì)角線方向的一階彎曲振動(dòng)經(jīng)過運(yùn)動(dòng)疊加后，就會(huì)形成一個(gè)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的呼啦圈式的行波運(yùn)動(dòng)，壓電驅(qū)動(dòng)器在行波運(yùn)動(dòng)下，就可以帶動(dòng)直線壓電馬達(dá)上的摩擦球做橢圓軌跡運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)直線壓電馬達(dá)上的滑動(dòng)塊做直線運(yùn)動(dòng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，通過控制施加在第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組上的電壓，就可以控制壓電驅(qū)動(dòng)器整體做沿順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向的呼啦圈式的行波運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)直線壓電馬達(dá)上的滑動(dòng)塊做向左或向右方向的直線運(yùn)動(dòng)。綜上可以看出，本發(fā)明實(shí)施例壓電驅(qū)動(dòng)器通過采用雙層壓電片疊加的方式，可通過各壓電片的合成振動(dòng)變形使壓電驅(qū)動(dòng)器整體產(chǎn)生駐波諧振動(dòng)或行波運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而可帶動(dòng)直線壓電馬達(dá)上的滑動(dòng)塊做直線運(yùn)動(dòng)。相對(duì)單個(gè)棒狀結(jié)構(gòu)，本發(fā)明雙層或多層結(jié)構(gòu)因各壓電片厚度顯著減少，所需驅(qū)動(dòng)電壓也相應(yīng)大幅減少。另外，雙層或多層結(jié)構(gòu)各壓電片是厚度體極化，相對(duì)單個(gè)壓電棒驅(qū)動(dòng)器的表面極化，其逆壓電效應(yīng)明顯改善，因此驅(qū)動(dòng)力可以明顯提高。本發(fā)明實(shí)施例壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作和控制方便，具有較好的實(shí)用效果。圖6為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例壓電驅(qū)動(dòng)器是一個(gè)四層結(jié)構(gòu)，其可具有與上述圖2Α和圖2Β雙層結(jié)構(gòu)的壓電驅(qū)動(dòng)器具有相同的工作模式，即分別通過對(duì)角線部分的壓電片的伸縮運(yùn)動(dòng)，形成沿對(duì)角線方向A-A的駐波諧振動(dòng)或沿對(duì)角線方向B-B的駐波諧振動(dòng)，或者，由兩個(gè)分別沿對(duì)角線方向A-A和B-B的振動(dòng)疊加而使壓電驅(qū)動(dòng)器整體產(chǎn)生的呼啦圈式行波運(yùn)動(dòng)。具體地，如圖6所示，該壓電驅(qū)動(dòng)器包括四個(gè)壓電片， 分為上下兩組，其中，上組壓電片21和下組壓電片22相互疊加的表面設(shè)置有公共驅(qū)動(dòng)電極23，上組壓電片21的兩個(gè)壓電片211和壓電片212相互疊加的表面間隔設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電極241和驅(qū)動(dòng)電極242，且位于最上方的壓電片211的上表面也設(shè)置有公共驅(qū)動(dòng)電極23 ’類似地，下組壓電片22的兩個(gè)壓電片221和壓電片222相互疊加的表面也間隔設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電極251和驅(qū)動(dòng)電極252，且位于最下方的壓電片222的下表面也設(shè)置有公共驅(qū)動(dòng)電極23，從而可在壓電驅(qū)動(dòng)器的對(duì)角線A-A方向形成包括公共驅(qū)動(dòng)電極23、驅(qū)動(dòng)電極241和驅(qū)動(dòng)電極 251的第一驅(qū)動(dòng)電極組，以及在對(duì)角線B-B方向形成包括公共驅(qū)動(dòng)電極23、驅(qū)動(dòng)電極242和驅(qū)動(dòng)電極252的第二驅(qū)動(dòng)電極組，且各電壓片具有與各驅(qū)動(dòng)電極配合的極化分布方向，具體可參見圖中所示箭頭方向。本實(shí)施例壓電驅(qū)動(dòng)器可采用與圖2Α 圖5Β所示實(shí)施例技術(shù)方案相同的駐波驅(qū)動(dòng)方式，使壓電驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生沿對(duì)角線A-A方向或B-B方向的駐波諧振動(dòng)，或者，采用行波驅(qū)動(dòng)方式，使壓電驅(qū)動(dòng)器在對(duì)角線A-A方向和B-B方向的振動(dòng)的疊加運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的呼啦圈式行波運(yùn)動(dòng)。其中，駐波諧振動(dòng)或行波運(yùn)動(dòng)的具體形成過程與圖2Α 圖5Β所示技術(shù)方案相同或類似，在此不再贅述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，在壓電元件的對(duì)角線工作模式下還可具有其它結(jié)構(gòu)形式的壓電驅(qū)動(dòng)器，例如可以有5個(gè)或5個(gè)以上的壓電片組合而成的壓電驅(qū)動(dòng)器，且根據(jù)疊加的壓電片數(shù)量的不同，壓電片的極化方向以及驅(qū)動(dòng)電極的設(shè)置可根據(jù)實(shí)際需要而設(shè)置，只要可在施加的驅(qū)動(dòng)電壓下，沿壓電驅(qū)動(dòng)器的對(duì)角線方向可分別產(chǎn)生駐波諧振動(dòng)，或者在兩個(gè)對(duì)角線方向的振動(dòng)疊加而形成的呼啦圈式行波振動(dòng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，壓電片的數(shù)量越多，相應(yīng)的壓電驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電壓就會(huì)越小，實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)需要設(shè)置合適數(shù)量的壓電片，以獲得最好的壓電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)效果。工作模式二 壓電片產(chǎn)生厚度或?qū)挾确较蛘駝?dòng)變形工作模式該工作模式中，可通過使各壓電片產(chǎn)生沿寬度或厚度方向的振動(dòng)變形，進(jìn)而疊加得到壓電驅(qū)動(dòng)器的行波運(yùn)動(dòng)，具體地，壓電驅(qū)動(dòng)器可包括沿壓電片疊加方向設(shè)置的第一壓電片組和第二壓電片組，且第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組22沿壓電片疊加方向設(shè)置， 以便第一壓電片組在施加在第一驅(qū)動(dòng)電極組上的預(yù)設(shè)特征頻率的第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓作用下，產(chǎn)生沿寬度方向的彎曲變形，第二壓電片組在施加在第二驅(qū)動(dòng)電極組上的相同預(yù)設(shè)特征頻率的第二預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓作用下，產(chǎn)生沿厚度方向的彎曲變形，從而使壓電驅(qū)動(dòng)器整體通過運(yùn)動(dòng)疊加產(chǎn)生一階彎曲振動(dòng)模式下的呼啦圈式的行波運(yùn)動(dòng)。圖7A為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7B為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例三產(chǎn)生沿寬度方向的彎曲振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7C為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例三產(chǎn)生沿厚度方向的彎曲振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7A 圖7C所示，本實(shí)施例壓電驅(qū)動(dòng)器包括疊加設(shè)置的壓電片31和壓電片32，其中，壓電片31和壓電片32相互疊加的表面設(shè)置有公共驅(qū)動(dòng)電極33，位于上方的壓電片31包括極化方向相反的兩部分，且每部分的上表面分別設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電極311和驅(qū)動(dòng)電極312 ；位于下方的壓電片32為一個(gè)整體，具有厚度方向的極化，且下表面設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電極321，從而在壓電驅(qū)動(dòng)器沿壓電片疊加方向形成包括驅(qū)動(dòng)電極311和驅(qū)動(dòng)電極312的第一驅(qū)動(dòng)電極組，以及包括驅(qū)動(dòng)電極321的第二驅(qū)動(dòng)電極組。本實(shí)施例中，通過在第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組上分別施加第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓和第二預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓，壓電片31和壓電片32就會(huì)分別產(chǎn)生沿寬度和厚度方向的彎曲變形，進(jìn)而這兩種彎曲變形疊加后即可得到壓電驅(qū)動(dòng)器的呼啦圈式的行波運(yùn)動(dòng)。如圖7A和圖7B所示，當(dāng)一個(gè)外加電壓A施加在壓電片31的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極311和驅(qū)動(dòng)電極312時(shí)，由于逆壓電效應(yīng)，壓電片31中的左半部分313就會(huì)沿長(zhǎng)度方向伸長(zhǎng)，同時(shí)，右半部分314就會(huì)沿長(zhǎng)度方向縮短，其結(jié)果就是迫使壓電驅(qū)動(dòng)器整體產(chǎn)生一個(gè)沿寬度 C-C方向的彎曲振動(dòng)。如圖7A和圖7C所示，當(dāng)一個(gè)外電壓B施加到壓電片32的驅(qū)動(dòng)電極 321時(shí)，由于逆壓電效應(yīng)，壓電片32就會(huì)沿長(zhǎng)度方向伸長(zhǎng)或縮短，從而迫使壓電驅(qū)動(dòng)器整體產(chǎn)生一個(gè)沿厚度D-D方向的彎曲振動(dòng)?？梢钥闯觯┘舆m當(dāng)頻率的交流信號(hào)電壓A、B，會(huì)分別激發(fā)壓電驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生一個(gè)厚度或?qū)挾确较虻囊浑A彎曲本征模式振動(dòng)，因此，當(dāng)將一對(duì)正交電壓Vsin ω t.Vcos ω t分別作為外加電壓A、B，施加在壓電驅(qū)動(dòng)器上的電極時(shí)，在諧振頻率下，這兩種正交的寬度和厚度本征振動(dòng)模式都會(huì)被激發(fā)，從而可使得壓電驅(qū)動(dòng)器整體產(chǎn)生一個(gè)高頻的呼啦圈式順時(shí)針或逆時(shí)針方向的行波運(yùn)動(dòng)，從而可通過直線壓電馬達(dá)上的摩擦球撥動(dòng)滑動(dòng)塊做向左或向右方向的直線運(yùn)動(dòng)?？梢钥闯?，本實(shí)施例通過施加合適的驅(qū)動(dòng)電壓，使各壓電片產(chǎn)生振動(dòng)變形，并最終可通過各壓電片的變形疊加后得到壓電驅(qū)動(dòng)器所需的行波運(yùn)動(dòng)。圖8為本發(fā)明壓電驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例壓電驅(qū)動(dòng)器為四層結(jié)構(gòu)，且采用與圖7A 圖7C相同的工作模式，以使得壓電驅(qū)動(dòng)器可在預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓下產(chǎn)生行波運(yùn)動(dòng)。具體地，如圖8所示，該壓電驅(qū)動(dòng)器沿壓電片疊加方向分為設(shè)置有第一壓電片組和第二壓電片組，其中第一壓電片組包括壓電片41和壓電片44，第二壓電片組包括壓電片42 和壓電片43 ；位于上方的壓電片41的上表面設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電極45，位于下方的壓電片44的下表面也設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電極45，且壓電片41與壓電片42相互疊加的表面設(shè)置有公共驅(qū)動(dòng)電極46，壓電片44與壓電片43相互疊加的表面也設(shè)置有公共驅(qū)動(dòng)電極46，壓電片42和壓電片43相互疊加的表面間隔設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電極47和驅(qū)動(dòng)電極48 ；壓電片42和壓電片43對(duì)稱設(shè)置，分別包括兩個(gè)極化方向不同的部分，位于上方的壓電片41和位于下方的壓電片44則具有相同的極化方向。本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電極45就形成壓電驅(qū)動(dòng)器上的第一驅(qū)動(dòng)電極組，驅(qū)動(dòng)電極47和驅(qū)動(dòng)電極48形成壓電驅(qū)動(dòng)器上的第二驅(qū)動(dòng)電極組，從而通過施加一定的驅(qū)動(dòng)電壓到這兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極組，既可以使得壓電驅(qū)動(dòng)器整體產(chǎn)生呼啦圈式行波運(yùn)動(dòng)。具體地，在第一驅(qū)動(dòng)電極組，即驅(qū)動(dòng)電極45施加外加電壓A就會(huì)在第一壓電片組，即壓電片41和壓電片44，產(chǎn)生沿厚度D-D方向的彎曲變形；在第二驅(qū)動(dòng)電極組，即驅(qū)動(dòng)電極47和驅(qū)動(dòng)電極48施加外加電壓B，就會(huì)在第二壓電片組，即壓電片42和壓電片43產(chǎn)生沿寬度C-C方向的彎曲變形，進(jìn)而，在產(chǎn)生沿寬度C-C和厚度D-D兩個(gè)正交方向的一階彎曲振動(dòng)模式，就會(huì)使得壓電驅(qū)動(dòng)器整體產(chǎn)生方向可控的呼啦圈式行波運(yùn)動(dòng)?？梢钥闯?，上述圖7A和圖8所示實(shí)施例技術(shù)方案中，部分壓電片由極化方向相反的兩部分組成，這樣，在預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓作用時(shí)，就會(huì)使得壓電驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生沿厚度或?qū)挾确较虻恼駝?dòng)變形，進(jìn)而通過這種振動(dòng)變形最終得到壓電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)塊所需的呼啦圈式行波運(yùn)動(dòng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本實(shí)施例工作于工作模式二的壓電驅(qū)動(dòng)器也可設(shè)置有更多層的結(jié)構(gòu)，例如5層、6層等，實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)設(shè)置的壓電片的數(shù)量，設(shè)置壓電片的極化分布方向，以及驅(qū)動(dòng)電極的設(shè)置，使得其中的部分壓電片可產(chǎn)生沿寬度方向的變形，部分壓電片可產(chǎn)生沿厚度方向的變形，進(jìn)而使得整個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器可在各壓電片變形運(yùn)動(dòng)疊加后，形成呼啦圈式的行波運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種直線壓電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，具體結(jié)構(gòu)可參見圖1所示，其中，圖 1中所示的壓電驅(qū)動(dòng)器20為采用上述本發(fā)明各實(shí)施例提供的壓電驅(qū)動(dòng)器。此外，如圖1所示，直線驅(qū)動(dòng)馬達(dá)還可包括有驅(qū)動(dòng)電源50，以用于為壓電驅(qū)動(dòng)器提供實(shí)現(xiàn)駐波諧振動(dòng)或行波運(yùn)動(dòng)所需的第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓Vsin ω t和第二預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓Vcos ω t，具體地，該驅(qū)動(dòng)電源50可提供使壓電驅(qū)動(dòng)器整體產(chǎn)生第一階彎曲模式振動(dòng)變形的預(yù)設(shè)特征頻率的驅(qū)動(dòng)電壓；該驅(qū)動(dòng)電源50還可用于為壓電驅(qū)動(dòng)器提供預(yù)設(shè)特征頻率的第一驅(qū)動(dòng)電壓和第二驅(qū)動(dòng)電壓；且第一和第二驅(qū)動(dòng)電壓之間具有η/2或90°相位差。實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)壓電驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)，以及壓電驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)方式，提供合適的預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓，以使得壓電驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的駐波諧振動(dòng)或行波運(yùn)動(dòng)可驅(qū)動(dòng)直線壓電馬達(dá)上的滑動(dòng)塊沿導(dǎo)軌做直線運(yùn)動(dòng)。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種壓電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，包括疊加在一起的至少兩個(gè)壓電片，各壓電片分別具有設(shè)定的極化分布方向，且各壓電片的表面設(shè)置有與壓電片極化分布方向配合設(shè)置的第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組，以便在施加在所述第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組的預(yù)設(shè)特征頻率驅(qū)動(dòng)電壓作用下，各壓電片產(chǎn)生相同頻率的振動(dòng)變形，從而在各壓電片的合成振動(dòng)變形下使所述壓電驅(qū)動(dòng)器整體產(chǎn)生一階彎曲振動(dòng)模式下的駐波諧振動(dòng)或行波運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，各壓電片均為矩形壓電片；所述壓電驅(qū)動(dòng)器上各壓電片均沿厚度方向極化，所述的厚度方向?yàn)榕c壓電片的疊加方向相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組沿所述壓電驅(qū)動(dòng)器的對(duì)角線設(shè)置，以便所述壓電驅(qū)動(dòng)器在施加在所述第一驅(qū)動(dòng)電極組或第二驅(qū)動(dòng)電極組上的預(yù)設(shè)特征頻率的第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓作用下，通過各壓電片的疊加運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生沿對(duì)角線方向的一階彎曲振動(dòng)模式下的駐波諧振動(dòng)，或者，在施加在所述第一驅(qū)動(dòng)電極組的預(yù)設(shè)特征頻率的第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓，以及施加在所述第二驅(qū)動(dòng)電極組上相同預(yù)設(shè)特征頻率的第二預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓共同作用下，通過各壓電片的合成運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一階彎曲振動(dòng)模式下的呼啦圈式的行波運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述壓電驅(qū)動(dòng)器包括第一壓電片和第二壓電片，且所述第一壓電片和第二壓電片具有相同的極化方向；所述第一壓電片和第二壓電片相互疊加的表面具有公共驅(qū)動(dòng)電極；所述第一壓電片和第二壓電片沿疊加方向的兩個(gè)外表面上，分別設(shè)置有間隔設(shè)置的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極，從而在所述壓電驅(qū)動(dòng)器的兩個(gè)對(duì)角線方向分別形成第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述壓電驅(qū)動(dòng)器包括沿壓電片疊加方向設(shè)置的第一壓電片組和第二壓電片組，且所述第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組沿壓電片疊加方向設(shè)置，以便所述第一壓電片組在施加在所述第一驅(qū)動(dòng)電極組上的預(yù)設(shè)特征頻率的第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓作用下，產(chǎn)生沿寬度方向的彎曲變形，所述第二壓電片組在施加在所述第二驅(qū)動(dòng)電極組上的預(yù)設(shè)特征頻率的第二預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓作用下，產(chǎn)生沿厚度方向的彎曲變形，從而使所述壓電驅(qū)動(dòng)器整體通過運(yùn)動(dòng)疊加產(chǎn)生一階彎曲振動(dòng)模式下的呼啦圈式的行波運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述壓電驅(qū)動(dòng)器包括沿壓電片疊加方向依次設(shè)置的第一壓電片組和第二壓電片組，且所述第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組沿壓電片疊加方向設(shè)置，以便所述第一壓電片組和第二壓電片組在所述第一驅(qū)動(dòng)電極組上的預(yù)設(shè)特征頻率的第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓作用下，產(chǎn)生厚度方向的彎曲變形，所述第二壓電片組在施加在所述第二驅(qū)動(dòng)電極組上的預(yù)設(shè)特征頻率的第二預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓作用下，產(chǎn)生寬度方向的彎曲變形，從而使所述壓電驅(qū)動(dòng)器整體通過運(yùn)動(dòng)疊加產(chǎn)生一階彎曲振動(dòng)模式下的呼啦圈式的行波運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述壓電片為壓電陶瓷元件或壓電單晶元件；或者，所述壓電片包括具有彈性金屬的復(fù)合壓電元件。
8.一種直線壓電馬達(dá)，其特征在于，包括滑動(dòng)組件，以及上述權(quán)利要求1 7任一所述的壓電驅(qū)動(dòng)器，其中，所述滑動(dòng)組件包括導(dǎo)軌和沿所述導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)部件；所述壓電驅(qū)動(dòng)器上設(shè)置有摩擦球和彈性壓緊部件，所述摩擦球在所述彈性壓緊部件提供的壓緊力作用下與所述滑動(dòng)部件彈性接觸；所述摩擦球在所述壓電驅(qū)動(dòng)器的駐波諧振動(dòng)或行波運(yùn)動(dòng)作用下驅(qū)動(dòng)所述滑動(dòng)部件直線運(yùn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的直線壓電馬達(dá)，其特征在于，還包括驅(qū)動(dòng)電源，所述驅(qū)動(dòng)電源用于為所述壓電驅(qū)動(dòng)器提供預(yù)設(shè)特征頻率的驅(qū)動(dòng)電壓，使所述壓電驅(qū)動(dòng)器整體激發(fā)產(chǎn)生一階彎曲模式的振動(dòng)變形。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的直線壓電馬達(dá)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電源用于為所述壓電驅(qū)動(dòng)器提供預(yù)設(shè)特征頻率的第一驅(qū)動(dòng)電壓和第二驅(qū)動(dòng)電壓；且第一和第二驅(qū)動(dòng)電壓之間具有π/2或90°相位差。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓電驅(qū)動(dòng)器及直線壓電馬達(dá)。該壓電驅(qū)動(dòng)器包括疊加在一起的至少兩個(gè)壓電片，各壓電片分別具有設(shè)定的極化分布方向，且各壓電片的表面設(shè)置有與壓電片極化分布方向配合設(shè)置的第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組，以便在施加在所述第一驅(qū)動(dòng)電極組和第二驅(qū)動(dòng)電極組的預(yù)設(shè)特征頻率驅(qū)動(dòng)電壓作用下，各壓電片產(chǎn)生相同頻率的振動(dòng)變形，從而在各壓電片合成振動(dòng)變形下使所述壓電驅(qū)動(dòng)器整體產(chǎn)生一階彎曲振動(dòng)模式下的駐波諧振動(dòng)或行波運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明提供的壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用方便，可有效降低壓電驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電壓，提高驅(qū)動(dòng)力。
文檔編號(hào)H01L41/08GK102185096SQ20111008436
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者李曉天, 董蜀湘 申請(qǐng)人:北京大學(xué)