專利名稱：壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及精密驅(qū)動(dòng)元件領(lǐng)域，特別是一種壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置。背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，照相手機(jī)已得到廣泛應(yīng)用。由于壓電馬達(dá)與傳統(tǒng)的電 磁馬達(dá)相比，壓電馬達(dá)具有體積小，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，壓電馬達(dá)已開始被應(yīng)用于照相手 機(jī)的自動(dòng)聚焦和變焦。
現(xiàn)有的用于照相手機(jī)中的壓電馬達(dá)，有的采用一個(gè)壓電馬達(dá)直接與一較長的驅(qū)動(dòng) 桿相連接，壓電馬達(dá)振動(dòng)時(shí)可通過驅(qū)動(dòng)桿驅(qū)動(dòng)手機(jī)照相模組中的鏡頭運(yùn)動(dòng)。然而，較 長的驅(qū)動(dòng)桿通常容易折斷并且較難控制其垂直度。
另外還有一些現(xiàn)有的用于照相手機(jī)中的壓電馬達(dá)，采用的驅(qū)動(dòng)電壓的頻率等于馬 達(dá)的共振頻率。然而，在共振頻率下驅(qū)動(dòng)的壓電馬達(dá)振動(dòng)劇烈，噪聲較大，而且元件 相互間的摩擦也比較大，容易產(chǎn)生粉塵，而這恰恰是照相手機(jī)中最應(yīng)該避免的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置， 其包括基座，驅(qū)動(dòng)主體，放置于驅(qū)動(dòng)主體上方的運(yùn)動(dòng)主體；所述驅(qū)動(dòng)主體包括兩壓電 馬達(dá)和一摩擦耦合頭，每一壓電馬達(dá)包括固定至基座的一端及遠(yuǎn)離基座的另一端，摩 擦耦合頭被固定于兩壓電馬達(dá)的所述另一端之間，兩壓電馬達(dá)接上驅(qū)動(dòng)信號(hào)后可產(chǎn)生 伸縮運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其中一個(gè)伸展而另一個(gè)收縮時(shí)，兩壓電馬達(dá)通過摩擦耦合頭驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)主 體運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)是兩壓電馬達(dá)正負(fù)反接且分別連接于同一驅(qū)動(dòng)電壓。 本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)是所述驅(qū)動(dòng)電壓的頻率小于壓電馬達(dá)的固有共振頻率。本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)是所述驅(qū)動(dòng)電壓的波形為緩慢上升急劇下降或者緩慢下 降急劇上升。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所舉實(shí)施例具有的有益效果是采用兩個(gè)壓電馬達(dá)，運(yùn) 動(dòng)較平穩(wěn)；驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率遠(yuǎn)小于壓電馬達(dá)的固有共振頻率，所以噪音小；采用摩擦 耦合頭，使得摩擦耦合頭與運(yùn)動(dòng)主體間的摩擦較小，不易產(chǎn)生粉塵，避免使用長條形 的驅(qū)動(dòng)桿，從而可避免現(xiàn)有技術(shù)中采用長條形的驅(qū)動(dòng)桿容易折斷的缺點(diǎn)。


圖1A至1D所示為所述壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電壓的波形圖； 圖2A所示為所述壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置處于初始狀態(tài)的示意圖； 圖2B所示為所述壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置沿一個(gè)方向驅(qū)動(dòng)的示意圖； 圖2C所示為所述壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置沿另一個(gè)方向驅(qū)動(dòng)的示意圖； 圖3A和3B所示為所述壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置分別利用壓電馬達(dá)的D31和D33方向的 形變示意圖4A至4D所示為所述壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置采用不同形狀摩擦耦合頭的示意圖； 圖5A至5C所示為所述壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置采用不同形狀運(yùn)動(dòng)本體的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合

和具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說明。
如圖1至圖5C所示， 一種壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，包括基座5，驅(qū)動(dòng)主體，放置于驅(qū) 動(dòng)主體上方的運(yùn)動(dòng)主體40，其中驅(qū)動(dòng)主體包括第一壓電馬達(dá)10，第二壓電馬達(dá)20及 一摩擦耦合頭30。
本發(fā)明的第一壓電馬達(dá)10由壓電材料制成， 一端固定至基座5上，另一端與摩 擦耦合頭30粘接，被激勵(lì)后可相對(duì)基座5產(chǎn)生伸縮運(yùn)動(dòng)。第二壓電馬達(dá)20—端固定， 另一端與摩擦耦合頭30粘接，被激勵(lì)后亦可相對(duì)基座5產(chǎn)生伸縮運(yùn)動(dòng)。摩擦耦合頭30
5通過粘接被固定于兩壓電馬達(dá)10、 20的所述另一端之間，運(yùn)動(dòng)主體40被固定于摩擦 耦合頭30上方，當(dāng)兩壓電馬達(dá)IO、 20中的一個(gè)伸展而另一個(gè)收縮時(shí)，摩擦耦合頭30 在兩壓電馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)主體40運(yùn)動(dòng)。
下面將對(duì)兩壓電馬達(dá)10、 20連接驅(qū)動(dòng)信號(hào)后的具體運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行詳細(xì)描述，在 本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)為驅(qū)動(dòng)電壓，當(dāng)然，驅(qū)動(dòng)信號(hào)還可以是其他的形式。
請(qǐng)參閱圖1A、 2A、 2B，當(dāng)兩壓電馬達(dá)IO、 20未連接驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，兩壓電馬達(dá)10、 20處于如圖2A所示的初始狀態(tài)。如圖1A所示的驅(qū)動(dòng)電壓分別連接至兩壓電馬達(dá)10、 20的兩端，兩壓電馬達(dá)IO、 20正負(fù)電極反接。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓沿上升沿ab緩慢上升時(shí)， 加在第一壓電馬達(dá)10兩端的電壓沿著D33(或D31)方向緩慢上升而加在第二壓電馬達(dá) 20兩端的電壓沿著D33(或D31)方向流緩慢下降，相應(yīng)地，根據(jù)逆壓電效應(yīng)原理，第一 壓電馬達(dá)IO產(chǎn)生伸展運(yùn)動(dòng)，而第二壓電馬達(dá)20產(chǎn)生收縮運(yùn)動(dòng)，摩擦耦合頭30在兩壓 電馬達(dá)IO、 20的共同作用下對(duì)運(yùn)動(dòng)主體40產(chǎn)生向右的撥動(dòng)，此時(shí)運(yùn)動(dòng)主體40與摩擦 耦合頭30之間的摩擦為靜摩擦，運(yùn)動(dòng)主體40在靜摩擦力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，如圖2B 所示。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓沿下降沿bc迅速下降時(shí)，第一壓電馬達(dá)10兩端的電壓迅速歸零而 第二壓電馬達(dá)20兩端的電壓也迅速歸零，根據(jù)逆壓電效應(yīng)原理，兩壓電馬達(dá)10、 20 迅速回到初始狀態(tài)(如圖2A所示狀態(tài))，摩擦耦合頭30在兩壓電馬達(dá)10、 20的共同作 用下快速向左運(yùn)動(dòng)，然而運(yùn)動(dòng)主體40在慣性作用下繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)或保持在現(xiàn)有位置附 近，此時(shí)運(yùn)動(dòng)主體40與摩擦耦合頭30之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。這樣，在微觀上運(yùn)動(dòng)主體 40在一個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓周期向右微量移動(dòng)了一小段距離。在如圖1A所示的驅(qū)動(dòng)電壓的連續(xù) 激勵(lì)下，運(yùn)動(dòng)主體40在摩擦耦合頭30的不斷撥動(dòng)下產(chǎn)生向右的連續(xù)運(yùn)動(dòng)。
可以理解地，當(dāng)如圖1B所示的驅(qū)動(dòng)電壓分別加在兩壓電馬達(dá)10、 20上時(shí)，運(yùn)動(dòng) 主體40在摩擦耦合頭30的不斷地?fù)軇?dòng)下將產(chǎn)生向左的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，如圖2C所示。
可以理解地，加在兩壓電馬達(dá)10、 20上的驅(qū)動(dòng)電壓在下降沿與后一個(gè)上升沿之 間可以有一定時(shí)間的延遲，如圖1C所示。
可以理解地，加在兩壓電馬達(dá)10、 20上的驅(qū)動(dòng)電壓在下降沿與前后上升沿之間 皆可以有一定時(shí)間的延遲，如圖1D所示。
可以理解地，加在兩壓電馬達(dá)10、 20上的驅(qū)動(dòng)電壓并不限定于同一驅(qū)動(dòng)電壓，只要能使得兩壓電馬達(dá)10、 20的其中一個(gè)處于伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)，另一個(gè)處于收縮狀態(tài)即可。 加在兩壓電馬達(dá)IO、 20上的電壓頻率可以遠(yuǎn)小于兩壓電馬達(dá)10、 20的固有共振頻率， 這樣，兩壓電馬達(dá)IO、 20可以有效地隨驅(qū)動(dòng)電壓波形的變化進(jìn)行伸展或收縮，且噪音 小。
請(qǐng)參閱圖3A與圖3B，兩壓電馬達(dá)IO、 20可以由單層或多層結(jié)構(gòu)組成，在被激勵(lì) 時(shí)可以沿D31方向產(chǎn)生伸縮運(yùn)動(dòng)，即沿與壓電馬達(dá)極性方向垂直的方向產(chǎn)生伸縮運(yùn)動(dòng)， 也可以沿D33方向產(chǎn)生伸縮運(yùn)動(dòng)，即沿與壓電馬達(dá)極性方向相同的方向產(chǎn)生伸縮運(yùn)動(dòng)。 本發(fā)明所舉實(shí)施例中的壓電馬達(dá)的伸縮運(yùn)動(dòng)可以是D31方向，也可以是D33方向。
請(qǐng)參閱圖4A至4D，摩擦耦合頭30可以為球體，圓柱體，截面為扇形的柱體，或 帶弧形倒角的多面體等。
請(qǐng)參閱圖5A至5C，運(yùn)動(dòng)主體40可以為圓柱體、方形柱體、圓環(huán)、或具有用于與 摩擦耦合頭30相接觸的驅(qū)動(dòng)平面的其他形狀物體等，運(yùn)動(dòng)主體40在摩擦耦合頭30的 連續(xù)撥動(dòng)下可產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖5B與5C所示，當(dāng)運(yùn)動(dòng)主體40的軸線方向或 驅(qū)動(dòng)平面平行于摩擦耦合頭30的撥動(dòng)方向時(shí)，運(yùn)動(dòng)主體40在摩擦耦合頭30的連續(xù)撥 動(dòng)下產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)；如圖5A所示，當(dāng)運(yùn)動(dòng)主體40的軸線方向垂直于摩擦耦合頭30的 撥動(dòng)方向時(shí)，運(yùn)動(dòng)主體40在摩擦耦合頭30的連續(xù)撥動(dòng)下產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
以上所舉的本發(fā)明的實(shí)施例中，由于采用兩個(gè)壓電馬達(dá)IO、 20，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；驅(qū)動(dòng) 電壓的頻率遠(yuǎn)小于壓電馬達(dá)的共振頻率，所以噪音小，摩擦耦合頭30與運(yùn)動(dòng)主體40 間的摩擦較小，不易產(chǎn)生粉塵；摩擦耦合頭30的使用，避免使用長條形的驅(qū)動(dòng)桿，從 而可避免現(xiàn)有技術(shù)中采用長條形的驅(qū)動(dòng)桿容易折斷的缺點(diǎn)；兩壓電馬達(dá)IO、 20位于運(yùn) 動(dòng)主體40較長尺寸方向的的一側(cè)，因而整個(gè)裝置沿運(yùn)動(dòng)主體40長度方向的尺寸較小。
本發(fā)明中的運(yùn)動(dòng)主體40可以連接到相機(jī)的鏡頭架，醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)或其他需要微 型運(yùn)動(dòng)行程的裝置。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn) 定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬 于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，包括基座、驅(qū)動(dòng)主體、置于驅(qū)動(dòng)主體上方的運(yùn)動(dòng)主體；其特征在于所述驅(qū)動(dòng)主體包括兩壓電馬達(dá)及一摩擦耦合頭，每一壓電馬達(dá)包括固定至基座的一端及遠(yuǎn)離基座的另一端，摩擦耦合頭位于運(yùn)動(dòng)主體一側(cè)并被固定于兩壓電馬達(dá)的所述另一端之間，兩壓電馬達(dá)接上驅(qū)動(dòng)信號(hào)后可產(chǎn)生伸縮運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其中一個(gè)伸展而另一個(gè)收縮時(shí)，兩壓電馬達(dá)通過摩擦耦合頭驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)主體運(yùn)動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述兩壓電馬達(dá)通過摩擦耦合頭驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)主體平動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)主體為方形柱體或圓柱體，所述方形柱體或圓柱體的軸線平行于其運(yùn)動(dòng)方向。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述兩壓電馬達(dá)通過摩擦耦合頭驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)主體轉(zhuǎn)動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)主體為圓環(huán)、圓柱體或球體，所述圓環(huán)、圓柱體或球體的軸線垂直于其運(yùn)動(dòng)方向。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述摩擦耦合頭與所述壓電馬達(dá)的另一端通過粘接固定。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述摩擦耦合頭為圓柱體、球體、截面為扇形的柱體或帶弧形倒角的多面體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述兩壓電馬達(dá)正負(fù)反接且分別連接至同一驅(qū)動(dòng)電壓。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電壓的頻率小于壓電馬達(dá)的固有共振頻率。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電壓的波形為緩慢上升急劇下降或者緩慢下降急劇上升。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電壓的波形在上升沿與下降沿之間有預(yù)定時(shí)間的延遲。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，其包括基座，驅(qū)動(dòng)主體，置于驅(qū)動(dòng)主體上方的運(yùn)動(dòng)主體；所述驅(qū)動(dòng)主體包括兩壓電馬達(dá)及一摩擦耦合頭，每一壓電馬達(dá)包括固定至基座的一端及遠(yuǎn)離基座的另一端，摩擦耦合頭位于運(yùn)動(dòng)主體一側(cè)并被固定于兩壓電馬達(dá)的所述另一端之間，兩壓電馬達(dá)接上驅(qū)動(dòng)信號(hào)后可產(chǎn)生伸縮運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其中一個(gè)伸展而另一個(gè)收縮時(shí)，兩壓電馬達(dá)通過摩擦耦合頭驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)主體運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置具有運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，噪音小，摩擦耦合頭與運(yùn)動(dòng)主體間的摩擦較小，不易產(chǎn)生粉塵等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02N2/10GK101499740SQ20081006530
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者紅 李, 斌 石 申請(qǐng)人:德昌電機(jī)(深圳)有限公司