基于鑲拼結構的大直徑驅動器制造技術

本實用新型專利技術涉及換能器與致動器設計與制造技術領域，尤其是一種基于鑲拼結構的大直徑驅動器，包括由壓電元件和電極片依次粘接而成的壓電元件鑲拼環(huán)，所述壓電元件鑲拼環(huán)外側包裹有預應力箍，所述壓電元件截面為楔形，所述電極片截面為矩形，所述壓電元件截面為矩形，所述電極片截面為楔形，所述壓電元件鑲拼環(huán)和預應力箍之間設置有絕緣層。本實用新型專利技術用于換能器與致動器設計與制造技術，能夠滿足換能器或致動器的徑向驅動要求。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
基于鑲拼結構的大直徑驅動器
本技術涉及換能器與致動器設計與制造
，尤其是一種基于鑲拼結構的大直徑驅動器。
技術介紹
高性能的驅動器是機械控制領域和換能器設計制造領域很重要的基礎器件，壓電元件或組件是目前應用極為普遍的驅動器。通常情況下，單片壓電元件的驅動能力、最大位移或振動幅度很難滿足使用要求，所以將壓電陶瓷等壓電器件疊堆使用、制成具備大振幅和大位移量的壓電驅動器組件的做法較為普遍。目前這種疊堆的柱形驅動器已經成為成熟的商品、并已經得到較廣泛的使用。在有些換能器和致動器的應用場合，需要用驅動器進行徑向驅動。如果驅動器半徑不大的話，可以用壓電圓片的橫向振動模式驅動或單個壓電陶瓷圓環(huán)的徑向振動模式驅動，這些驅動模式均是利用壓電陶瓷的橫向振動模態(tài)，轉換效率不高。但如果驅動器的直徑較大，比如直徑大于IOOmm的話，采用以上兩種結構來制造驅動器則難以實現，因此我們迫切需要開發(fā)一種用于換能器或致動器的大直徑驅動器。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是提供一種基于鑲拼結構的大直徑驅動器，能夠滿足換能器或致動器的徑向驅動要求。為了解決上述技術問題，本技術包括由壓電元件和電極片依次粘接而成的壓電元件鑲拼環(huán)，所述壓電元件鑲拼環(huán)外側包裹有預應力箍。優(yōu)選地，所述壓電元件截面為楔形，所述電極片截面為矩形。優(yōu)選地，所述壓電元件截面為矩形，所述電極片截面為楔形。進一步，所述壓電元件鑲拼環(huán)和預應力箍之間設置有絕緣層。本技術與獨立的壓電元件相比，具有以下優(yōu)勢:1、能夠擺脫獨立元件制造尺寸的限制，適應更大尺寸、更低頻率發(fā)射換能器和致動器的設計需要。2、驅動器的壓電元件使用高效的縱向振動模式，壓電常數較橫向振動模式提升2倍左右，整體電機性能更加優(yōu)異。3、通過調整單片壓電元件的厚度和面積等，能夠在一定范圍內實現對驅動器的電阻抗和工作電壓范圍進行調節(jié)，這將為驅動圓環(huán)功率放大器的設計提供較大便利。4、驅動器盡管尺寸很大，但是其內部機械應力相對分散、環(huán)境適應能力比大尺寸的獨立壓電元件顯著增強，能為提升致動器和換能器產品的整體可靠性奠定必要的基礎。。【附圖說明】圖1為本技術的機構示意圖；圖2為壓電元件鑲拼環(huán)的第一個實施例；圖3為壓電元件鑲拼環(huán)的第二個實施例。【具體實施方式】本技術所列舉的實施例，只是用于幫助理解本技術，不應理解為對本技術保護范圍的限定，對于本
的普通技術人員來說，在不脫離本技術思想的前提下，還可以對本技術進行改進和修飾，這些改進和修飾也落入本技術權利要求保護的范圍內。如圖1所示，本技術包括由壓電元件2和電極片3依次粘接而成的壓電元件鑲拼環(huán)，所述壓電元件2采用壓電陶瓷、壓電晶體等材料制成，所述電極片3采用高機械強度的可焊接金屬材料或鍍銀、鍍金金屬材料制作，而粘接材料可采用環(huán)氧樹脂等高強度膠黏劑。所述壓電元件鑲拼環(huán)外側包裹有預應力箍1，預應力箍I采用鈦合金、黃銅等金屬制作，用于為壓電元件鑲拼環(huán)提供足夠的預緊力。如果壓電元件2的電極面在與預應力箍I接觸的那一側處理出足夠的留白，這樣利用壓電陶瓷本身的高絕緣性能就可以實現壓電元件鑲拼環(huán)的絕緣保護。如果壓電元件2的電極面在與預應力箍I接觸的那一側沒有流出足夠的留白，則需要在壓電元件鑲拼環(huán)和預應力箍I之間進行絕緣處理，因此，所述壓電元件鑲拼環(huán)和預應力箍I之間設置有絕緣層4，絕緣層4可采用高彈性模量的絕緣材料，絕緣層的厚度應保證驅動器在最大激勵電壓下安全工作并不發(fā)生電擊穿故障，絕緣層建議采用氧化鋁陶瓷等高機械強度絕緣材料，為方便制作，絕緣層可采用分段拼接的方式實現。本技術中，所述壓電元件鑲拼環(huán)有兩種鑲拼結構。第一種:如圖2所示，所述壓電元件2截面為楔形，所述電極片3截面為矩形，依次交替粘接而成一個環(huán)狀結構。第二種:如圖3所示，所述壓電元件2截面為矩形，所述電極片3截面為楔形，依次交替粘接而成一個環(huán)狀結構。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于鑲拼結構的大直徑驅動器，其特征在于，包括由壓電元件（2）和電極片（3）依次粘接而成的壓電元件鑲拼環(huán)，所述壓電元件鑲拼環(huán)外側包裹有預應力箍（1）。

【技術特征摘要】
1.基于鑲拼結構的大直徑驅動器，其特征在于，包括由壓電元件(2)和電極片(3)依次粘接而成的壓電元件鑲拼環(huán)，所述壓電元件鑲拼環(huán)外側包裹有預應力箍(I)。2.根據權利要求1所述的基于鑲拼結構的大直徑驅動器，其特征在于，所述壓電元件(2)截面為楔形，所述電極片(3)截...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：葛騎岐，李嘉，朱皓，蔣云新，戴旅龍，周偉，葉建祥，張艷麗，程明，張育，張永華，
申請(專利權)人：海鷹企業(yè)集團有限責任公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32