CN105846718B - 压电元件驱动电路及机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题为在使用压电体的厚度小于100μm的薄膜的压电元件的致动器中，以由于压电元件的静电容量较大因而流动的电流也较大的现有的技术不能充分降低消耗电流这一情况。本发明的压电元件驱动电路，具备：压电元件，其具有厚度在0.05μm以上20μm以下的压电体和夹着上述压电体的2个电极；电感器，其与上述压电元件并联连接；以及驱动电压发生电路，其对上述压电元件和上述电感器施加包含交流成分的驱动电压。

Description

压电元件驱动电路及机器人
技术领域
本发明涉及压电元件驱动电路及具备压电元件驱动电路的机器人等各种装置。
背景技术
以往，使用压电元件的压电致动器(压电驱动装置)被人们所知(例如专利文献1)。该压电驱动装置的基本结构是在加强板的2个表面的每个面上以2行2列配置有4个压电元件的结构，共计8个压电元件被设置于加强板的两侧。每个压电元件是用每2片电极夹着压电体的单元，加强板还被用作压电元件的一侧的电极。在加强板的一端设置有与作为被驱动体的转子接触来使转子旋转的突起部。若对4个压电元件中的以对角配置的2个压电元件施加交流电压，则该2个压电元件进行伸缩运动，与此相应地，加强板的突起部进行往复运动或者椭圆运动。并且，根据该加强板的突起部的往复运动或者椭圆运动，作为被驱动体的转子向规定的旋转方向旋转。另外，通过将施加交流电压的2个压电元件切换成其他2个压电元件，能够使转子向反方向旋转。
在现有技术中，作为用于压电驱动装置的压电体，使用所谓块状压电体。在本说明书中，“块状压电体”是指厚度在100μm以上的压电体。使用块状压电体的理由是由于压电驱动装置对被驱动体赋予的力非常大，所以想要增大压电体的厚度。
另外，已知如下技术：在使用了压电元件的压电驱动装置中，为了减少消耗电力而对压电元件并联连接感应性元件(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004－320979号公报
专利文献2：日本特开平7－231683号公报
发明内容
另外，存在使压电驱动装置小型化而作为可收容于小空间的小型致动器来利用的需求。然而，在使用压电体的厚度小于100μm的薄膜的压电元件的致动器中，由于压电元件的静电容量较大，故流动的电流较大，在现有技术中存在不能充分降低消耗电流的问题。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而提出的，能够按以下方式或适用例来实现。
(1)根据本发明的一方式，提供一种驱动压电元件的压电元件驱动电路。上述压电元件驱动电路具备：压电元件，其具有厚度在0.05μm以上20μm以下的压电体和夹着上述压电体的2个电极；电感器，其与上述压电元件并联连接；以及驱动电压发生电路，其对上述压电元件和上述电感器施加包含交流成分的驱动电压。
根据该压电元件驱动电路、能够通过电感器降低流向具有薄膜的压电体的压电元件的电流，因此能够降低压电元件驱动电路的消耗电力。
(2)在上述压电元件驱动电路中可具备与上述电感器串联连接的电容器，上述驱动电压可以是在交流成分中加入了直流成分的电压。
根据该结构，能够通过电容器阻止流向电感器的直流电流成分来进一步降低压电元件驱动电路的消耗电力。
(3)在上述压电元件驱动电路中，上述电感器的电感可以是与上述压电元件构成并联谐振的第一电感和与上述电容器构成串联谐振的第二电感之和，上述并联谐振的谐振频率和上述串联谐振的谐振频率可以被设定为一致。
根据该结构，能够阻止直流电流成分并且实现谐振，因此能够进一步降低压电元件驱动电路的消耗电力。
(4)在上述压电元件驱动电路中，上述电感器与多个上述压电元件并联连接，上述驱动电压发生电路电路可以对并联连接的上述多个压电元件共同供给上述驱动电压。
根据该结构，并联连接的多个压电元件的静电容量变得较大，但通过与这些多个压电元件并联连接的电感器，能够降低压电元件驱动电路的消耗电力。
本发明可以用各种方式实现，例如除压电元件驱动电路之外，能够用压电驱动装置、压电驱动装置的驱动方法、压电驱动装置的制造方法、搭载压电驱动装置的机器人等各种装置及其驱动方法等各种方式实现。
附图说明
图1是示出第一实施方式的压电驱动装置的示意结构的俯视图及剖视图。
图2是振动板的俯视图。
图3是示出压电驱动装置和驱动电路的电连接状态的说明图。
图4是示出驱动电压的交流成分的波形的例子的说明图。
图5是示出压电驱动装置的动作的例子的说明图。
图6是示出比较例和第一实施方式的压电元件驱动电路的结构的说明图。
图7是示出第二实施方式的压电元件驱动电路的结构的说明图。
图8是示出第三实施方式的压电元件驱动电路的结构的说明图。
图9是其他实施方式的压电驱动装置的剖视图。
图10是其他实施方式的压电驱动装置的俯视图。
图11是示出使用压电驱动装置的机器人的一例的说明图。
图12是机器人的手腕部分的说明图。
图13是示出利用了压电驱动装置的送液泵的一例的说明图。
具体实施方式
压电驱动装置的整体结构：
图1(A)是示出本发明的第一实施方式的压电驱动装置10的示意结构的俯视图，图1(B)是图1(A)的B－B剖视图。压电驱动装置10具备振动板200和分别配置在振动板200的双面(第一面211和第二面212)的2个压电振动体100。压电振动体100具备基板120、在基板120上形成的第一电极130、在第一电极130上形成的压电体140和在压电体140上形成的第二电极150。第一电极130和第二电极150夹持压电体140。2个压电振动体100以振动板200为中心对称配置。由于2个压电振动体100具有相同的结构，故在下文中若没有特别提及，则对位于振动板200上侧的压电振动体100的结构进行说明。
压电振动体100的基板120被用作用于在成膜工序中形成第一电极130、压电体140和第二电极150的基板。另外，基板120还具有作为进行机械振动的振动板的功能。基板120可以由例如Si、Al2O3、ZrO2等形成。作为Si制的基板120，例如可以利用半导体制造用Si晶片。在该实施方式中，基板120的平面形状是长方形。基板120的厚度优选在例如10μm以上100μm以下的范围内。若使基板120的厚度在10μm以上，则能够在基板120上进行成膜处理时比较容易操作基板120。另外，若使基板120的厚度在100μm以下，则能够根据由薄膜形成的压电体140的伸缩，使基板120容易地振动。
第一电极130形成为在基板120上形成的一个连续的导电体层。另外，如图1(A)所示，第二电极150被划分为5个导电体层150a～150e(还称为“第二电极150a～150e”)。位于中央的第二电极150e在基板120的宽度方向的中央，形成为遍及基板120的几乎整个长度方向的长方形形状。其余4个第二电极150a、150b、150c、150d具有相同的平面形状，在基板120的四角位置形成。在图1的例子中，第一电极130和第二电极150均具有长方形的平面形状。第一电极130、第二电极150是通过例如溅射方式形成的薄膜。作为第一电极130、第二电极150的材料，可以利用例如Al(铝)、Ni(镍)、Au(金)、Pt(白金)、Ir(铱)等导电性高的任意材料。此外，可以代替将第一电极130设为1个连续的导电体层，而将第一电极130划分为与第二电极150a～150e实际上具有相同平面形状的5个导电体层。此外，对用于第二电极150a～150e之间的电连接的布线(或布线层及绝缘层)和用于第一电极130及第二电极150a～150e与驱动电路之间的电连接的布线(或布线层及绝缘层)，在图1中省略了图示。
压电体140形成为与第二电极150a～150e实际上具有相同平面形状的5个压电体层。也可以代替这种方式，将压电体140形成为与第一电极130实际上具有相同平面形状的1个连续的压电体层。通过第一电极130、压电体140、及第二电极150a～150e的层叠结构构成5个压电元件110a～110e(图1(A))。
压电体140是通过例如溶胶凝胶法、溅射法形成的薄膜。作为压电体140的材料，可以利用采用ABO3型的钙钛矿结构的陶瓷材料等表现出压电效应的任意材料。作为采用ABO3型的钙钛矿结构的陶瓷材料，例如可以使用锆钛酸铅(PZT)、钛酸钡、钛酸铅、铌酸钾、铌酸锂、钽酸锂、钨酸钠、氧化锌、钛酸锶钡(BST)、钽酸锶铋(SBT)、偏铌酸铅、锌铌酸铅、钪铌酸铅等。另外，还可以使用除陶瓷之外的表现出压电效应的材料，例如聚偏二氟乙烯、水晶等。压电体140的厚度优选在例如50nm(0.05μm)以上20μm以下的范围内。具有该范围内的厚度的压电体140的薄膜可以利用成膜工序来容易地形成。若使压电体140的厚度在0.05μm以上，则能够根据压电体140的伸缩产生充分大的力。另外，若使压电体140的厚度在20μm以下，则能够使压电驱动装置10充分小型化。
图2是振动板200的俯视图。振动板200具有长方形形状的振动体部210和从振动体部210的左右长边分别各3个延伸的连接部220，另外还具有与左右的3个连接部220分别连接的2个安装部230。此外，在图2中，为便于图示，振动体部210带有影线。安装部230用于由螺丝240在其他部件处安装压电驱动装置10。振动板200可以由例如硅、硅化合物、不锈钢、铝、铝合金、钛、钛合金、铜、铜合金、铁－镍合金等金属、金属氧化物、或者金刚石等材料形成。
在振动体部210的上表面(第一面)及下表面(第二面)，使用粘合剂分别粘合压电振动体100(图1)。振动体部210的长度L和宽度W之比优选为L：W＝约7：2。该比值是振动体部210进行沿着其所在平面向左右弯曲的超声波振动(后述)而优选的值。振动体部210的长度L可以优选在例如0.1mm以上30mm以下的范围内，宽度W可以优选在例如0.05mm以上8mm以下的范围。此外，在振动体部210进行超声波振动中，长度L优选在50mm以下。振动体部210的厚度(振动板200的厚度)可以优选在例如20μm以上700μm以下的范围内。若使振动体部210的厚度在20μm以上，则具有用于支承压电振动体100的充分的刚性。另外，若使振动体部210的厚度在700μm以下，则能够根据压电振动体100的变形而产生充分大的变形。
在振动板200一侧的短边设置有突起部20(还被称为“接触部”或者“作用部”)。突起部20是用于与被驱动体接触来对被驱动体赋予力的部件。突起部20优选由陶瓷材料(例如Al2O3)等具有耐久性的材料形成。
图3是示出压电驱动装置10和驱动电路300的电连接状态的说明图。驱动电路300包括驱动电压发生电路340和谐振元件350。驱动电压发生电路340产生包含交流成分的驱动电压。另外，驱动电压发生电路340优选构成为，能够产生相对接地电位在正侧和负侧变动的仅由交流成分构成的交流驱动电压、和包含交流成分及DC偏移(直流成分)的带偏移的驱动电压中的至少一种作为驱动电压。该驱动电压的交流成分优选为与压电驱动装置10的机械谐振频率接近的频率的电压信号。此外，交流成分的波形典型的是正弦波，但也可以具有正弦波以外的波形。直流成分不需要严密地恒定，稍微产生变动也是可以的。例如，直流成分可以在其平均值的±10％以内变动。
图4的(A)～(C)示出驱动电压的交流成分Vac的波形的例子。图4的(A)的交流成分Vac是正弦波。图4的(B)、(C)的交流成分Vac虽不是正弦波，但具有周期性的波形。由这些例子也可以理解，驱动电压的交流成分Vac为周期性的即可，作为其波形可以采用多种波形。
图3所示的驱动电路300和压电驱动装置10的电极130、150以如下方式连接。压电驱动装置10的5个第二电极150a～150e中，在对角上的一对第二电极150a、150d经由布线151彼此电连接，在另一对角上的第二电极150b、150c也经由布线152彼此电连接。这些布线151、152可以通过成膜处理形成，或者也可以通过线状的布线实现。在图3的右侧的3个第二电极150b、150e、150d和第一电极130(图1)经由布线310、312、314、320与驱动电压发生电路340电连接。此外，在图3的例子中，布线320接地。另外，谐振元件350在接地布线320和其余布线310、312、314之间与驱动电压发生电路340并联连接。
驱动电压发生电路340通过在一对第二电极150a、150d和第一电极130之间施加包含交流成分的驱动电压，可以使压电驱动装置10进行超声波振动，使与突起部20接触的转子(被驱动体)向规定的旋转方向旋转。另外，通过在另一对第二电极150b、150c和第一电极130之间施加包含交流成分的驱动电压，可以使与突起部20接触的转子向反方向旋转。这种电压施加在设置于振动板200的双面的2个压电振动体100中同时进行。此外，对图3所示的构成布线151、152、310、312、314、320的布线(或布线层及绝缘层)，在图1中省略了图示。
图5是示出压电驱动装置10的动作的例子的说明图。压电驱动装置10的突起部20与作为被驱动体的转子50的外周接触。在图5所示的例子中，驱动电路300(图3)在一对第二电极150a、150d和第一电极130之间施加驱动电压，压电元件110a、110d在图5的箭头x的方向上伸缩。与此相应地，压电驱动装置10的振动体部210在压电振动体部210的平面内弯曲而变形为蛇形形状(S字形状)，突起部20的前端在箭头y的方向上进行往复运动或者椭圆运动。其结果为，转子50绕其中心51向规定的方向z(在图5中为顺时针方向)旋转。在图2中说明的振动板200的3个连接部220(图2)设置于这样的振动体部210的振动的节的位置。此外，在驱动电压发生电路340在另一对第二电极150b、150c和第一电极130之间施加驱动电压的情况下，转子50向反方向旋转。此外，若对中央的第二电极150e施加于一对第二电极150a、150d(或另一对第二电极150b、150c)相同的电压，则压电驱动装置10在长度方向上伸缩，因此可以进一步增大突起部20对转子50赋予的力。此外，对于压电驱动装置10(或者压电振动体100)的这种动作，已在上述现有技术文献1(日本特开2004－320979号公报或者对应的美国专利第7224102号)中记载，其公开内容以参照方式纳入本文中。
压电元件驱动电路的各种实施方式：
图6是示出比较例和第一实施方式的压电元件驱动电路的结构的说明图。图6的(A)所示的比较例的压电元件驱动电路由驱动电压发生电路340和与驱动电压发生电路340连接的压电元件110构成，不具有谐振元件350。压电元件110与具有静电容量Cpz的电容器等效。图6(B)所示的第一实施方式的压电元件驱动电路由驱动电压发生电路340、与驱动电压发生电路340连接的压电元件110、以及与压电元件110并联连接的谐振元件350构成。该谐振元件350由电感器352构成。电感器352是与例如图3的压电元件110e对应而设置的。对于其余压电元件110b、110d也优选分别以相同方式设置电感器。驱动电压发生电路340将仅包含交流成分的驱动电压Vin供给至压电元件110。
图6的电感器352的电感Ls优选被设定为满足如下式。
fvin＝1/{2π√(Ls·Cpz)} …(1)
其中，fvin是驱动电压Vin的交流成分的频率，Ls是电感器352的电感，Cpz是压电元件110的静电容量，并且Ls及Cpz是相对于驱动电压Vin的频率及峰值电压的值。
在满足上述(1)式的情况下，压电元件110和电感器352构成并联谐振电路，另外，其谐振频率与驱动电压Vin的交流成分的频率一致。因此，能够通过电感器352降低流向压电元件110的电流，故能够降低压电元件驱动电路的消耗电力。尤其，在压电体140的厚度在0.05μm以上20μm以下的薄膜的压电元件110中，虽然与厚膜(块状)的压电元件相比静电容量大，但能够通过电感器352降低压电元件驱动电路的消耗电力。
此外，电感器352的电感Ls并不是一定要满足上述(1)式，也可以具有从上述(1)式略微偏离的值。即，电感器352可以不是严谨含义上的谐振元件。但对于电感器352的电感Ls，在将由上述(1)式赋予的值作为100％时，优选具有100±10％的范围内的值。或者，上述(1)式的右边的值优选在驱动电压Vin的交流成分的频率fvin的±5％的范围内。
图7是示出第二实施方式的压电元件驱动电路的结构的说明图。如图7(A)所示，第二实施方式的压电元件驱动电路由驱动电压发生电路340、与驱动电压发生电路340连接的压电元件110、以及与压电元件110并联连接的谐振元件350a构成。该谐振元件350a通过将电感器352和电容器354串联连接而构成。电感器352具有电感Ls，电容器354具有静电容量Cs。驱动电压发生电路340供给包含直流偏置电压(直流成分)和交流成分的驱动电压Vin。设置电容器354的理由在于，在驱动电压Vin具有直流成分的情况下，通过电容器354阻止流向电感器352的直流电流成分。
图7(B)是图7(A)的等效电路。其中，电感器352被分割为具有第一电感Lsa的第一电感器352a和具有第二电感Lsb的第二电感器352b。这些电感Lsa、Lsb之和与电感器352的电感Ls相等。电感器352的电感Ls(＝Lsa+Lsb)优选被设定为满足如下式。
fvin＝1/{2π√(Lsa·Cpz)} …(2a)
fvin＝1/{2π√(Lsb·Cs)} …(2b)
其中，fvin是驱动电压Vin的交流成分的频率，Lsa、Lsb是电感器352a、352b的电感，Cpz是压电元件110的静电容量，Cs是电容器354的静电容量，并且Lsa、Lsb、Cpz、Cs是针对驱动电压Vin的频率及峰值电压的值。
在满足上述(2a)式及(2b)式的情况下，压电元件110和第一电感器352a构成并联谐振电路，并且第二电感器352b和电容器354构成串联谐振电路。另外，这些谐振频率与驱动电压Vin的交流成分的频率一致。因此，能够通过电感器352和电容器354降低流向压电元件110的电流，因而能够降低压电元件驱动电路的消耗电力。尤其，在压电体140的厚度在0.05μm以上20μm以下的薄膜的压电元件110中，与厚膜(块状)的压电元件相比静电容量较大，但能够通过电感器352和电容器354降低压电元件驱动电路的消耗电力。另外，在第二实施方式中，在驱动电压Vin具有直流成分的情况下，能够通过电容器354阻止流向电感器352的直流电流成分。
此外，电感Lsa并不是一定要满足上述(2a)式，也可以具有从上述(2a)式略微偏离的值。对于(2b)式的电感Lsb、静电容量Cs也是相同的。即，电感器352和电容器354可以不是严谨含义上的谐振元件。但对于上述(2a)式及(2b)的右边的各值，优选在驱动电压Vin的交流成分的频率fvin的±5％的范围内。
作为包含交流成分和直流成分(DC偏移)的带偏移驱动电压，优选使用其电压值总是正或者负的脉动电压。若将这种脉动电压用作驱动电压，则可以进一步减小压电驱动装置10的驱动电流。
图8是示出第三实施方式的压电元件驱动电路的结构的说明图。图8(A)所示的第三实施方式的压电元件驱动电路在对驱动电压发生电路340并联连接多个压电元件110这一点上与图7(A)的第二实施方式不同，其他结构与第二实施方式相同。在该例子中，2个压电元件110与驱动电压发生电路340连接。假设各压电元件110具有静电容量Cpz1、Cpz2。其中，静电容量Cpz1、Cpz2可以相同，也可以具有不同的值。
图8(B)是图8(A)的等效电路。其中，多个压电元件110用1个合成静电容量Cpz来代表。另外，与图7(B)相同地，电感器352被分割为2个电感器352a、352b。静电容量Cpz和电感Ls(＝Lsa+Lsb)优选被设定为满足上述的(2a)式及(2b)式。该第三实施方式与第二实施方式相同，能够降低压电元件驱动电路的消耗电力。此外，压电元件110的数量不限于2个，可以并联连接3个以上。例如，在对彼此并联连接的10个以上的多个压电元件110同时进行驱动的情况下，图8(B)的合成静电容量Cpz成为较大值。具体而言，合成静电容量Cpz可能成为100nF以上的较大值。在该情况下，通过像图8(A)那样设置电感器352和电容器354，也可以充分降低电流。另外，在合成静电容量Cpz成为较大值的情况下，上述(2a)式的电感Lsa变小，因此电感器352的尺寸也变小，在这一点上是优选的。此外，在驱动电压Vin不包含直流成分的情况下，也可以从图8(A)的结构中省略电容器354。
压电驱动装置的其他实施方式：
图9是作为本发明的其他实施方式的压电驱动装置10a的剖视图，是与第一实施方式的图1(B)对应的图。在该压电驱动装置10a中，压电振动体100以与图1(B)上下相反的状态配置于振动板200。即，这里被配置成第二电极150离振动板200近，且基板120离振动板200最远。此外，在图9中，也与图1(B)相同地，对用于第二电极150a～150e之间的电连接的布线(或布线层及绝缘层)和用于第一电极130及第二电极150a～150e与驱动电路之间的电连接的布线(或布线层及绝缘层)省略了图示。该压电驱动装置10a也能够起到与第一实施方式相同的效果。
图10(A)是作为本发明的又一实施方式的压电驱动装置10b的俯视图，是与第一实施方式的图1(A)对应的图。在图10(A)～(C)中，为便于图示，对振动板200的连接部220、安装部230省略了图示。在图10(A)的压电驱动装置10b中，省略了一对第二电极150b、150c。在该压电驱动装置10b中也可以使转子50向图5所示的1个方向z旋转。此外，由于会对图10(A)的3个第二电极150a、150e、150d施加相同的电压，因此可以将这3个第二电极150a、150e、150d形成为连续的1个电极层。
图10(B)是作为本发明的又一实施方式的压电驱动装置10c的俯视图。在该压电驱动装置10c中，省略了图1(A)的中央的第二电极150e，其余4个第二电极150a、150b、150c、150d以大于图1(A)的面积形成。该压电驱动装置10c也能够起到几乎与第一实施方式相同的效果。
图10(C)是作为本发明的又一实施方式的压电驱动装置10d的俯视图。在该压电驱动装置10d中，省略了图1(A)的4个第二电极150a、150b、150c、150d，1个第二电极150e以较大面积形成。该压电驱动装置10d虽然仅在长度方向伸缩，但可以从突起部20对被驱动体(省略图示)赋予较大的力。
由图1及图10(A)～(C)可以理解，作为压电振动体100的第二电极150可以设置至少1个电极层。但像图1及图10(A)、(B)所示的实施方式那样，若在长方形的压电振动体100的对角位置上设置第二电极150，则在使压电振动体100及振动板200变形为在其平面内弯曲的蛇形形状这一点上是优选的。
使用压电驱动装置的装置的实施方式：
上述压电驱动装置10是能够通过利用谐振对被驱动体赋予较大的力的装置，可以用于各种装置。压电驱动装置10例如可以用作机器人(也包括电子部件搬送装置(IC处理器))、投药用泵、表的送日历装置、印刷装置(例如送纸机构。其中，在用于头部的压电驱动装置中，不使振动板谐振，因此不可以用于头部。)等各种机器的驱动装置。下文中，对代表性的实施方式进行说明。
图11是示出利用上述压电驱动装置10的机器人2050的一例的说明图。机器人2050具有臂2010(还被称为“连杆部”)，臂2010具备多个连杆部2012(还被称为“腕部”)和多个关节部2020，多个关节部2020以可转动或弯曲的状态连接这些连杆部2012之间。每个关节部2020中内置有上述压电驱动装置10，可以使用压电驱动装置10使关节部2020转动或弯曲任意角度。在臂2010的前端连接有机器人手2000。机器人手2000具备一对把持部2003。在机器人手2000中还内置有压电驱动装置10，可以使用压电驱动装置10对把持部2003进行开闭来把持物品。另外，在机器人手2000和臂2010之间还设置有压电驱动装置10，可以使用压电驱动装置10使机器人手2000相对于臂2010旋转。
图12是图11所示的机器人2050的手腕部分的说明图。手腕的关节部2020夹持手腕转动部2022，手腕的连杆部2012以能够绕手腕转动部2022的中心轴O转动的方式安装于手腕转动部2022。手腕转动部2022具备压电驱动装置10，压电驱动装置10使手腕的连杆部2012及机器人手2000绕中心轴O转动。机器人手2000立设有多个把持部2003。把持部2003的基端部在机器人手2000内可移动，在该把持部2003的根部搭载有压电驱动装置10。因此，通过使压电驱动装置10动作，能够移动把持部2003而使其把持目标。
此外，作为机器人，不限于单腕的机器人，在腕的个数在2以上的多腕机器人中也可以适用压电驱动装置10。其中，在手腕的关节部2020、机器人手2000的内部，除了压电驱动装置10之外，包含对力传感器、陀螺仪传感器等各种装置供给电力的电源线、传递信号的信号线等，从而需要非常多的布线。因此，在关节部2020、机器人手2000的内部配置布线是非常困难的。然而，上述实施方式的压电驱动装置10由于可以相比通常的电动马达、以往的压电驱动装置减小驱动电流，所以在像关节部2020(尤其是臂2010的顶端的关节部)、机器人手2000这种小空间中也可以配置布线。
图13示出利用了上述的压电驱动装置10的送液泵2200的一例的说明图。在送液泵2200的壳体2230内设置有容器2211、管2212、压电驱动装置10、转子2222、减速传达机构2223、凸轮2202、以及多个指状物2213、2214、2215、2216、2217、2218、2219。容器2211是用于收容作为运输目标的液体的收容部。管2212是用于运输从容器2211送出的液体的管。压电驱动装置10的突起部20以向转子2222的侧面按压的状态被设置，压电驱动装置10使转子2222旋转驱动。转子2222的旋转力经由减速传达机构2223向凸轮2202传递。指状物2213至2219是用于封闭管2212的部件。若凸轮2202旋转，则通过凸轮2202的突起部2202A，指状物2213至2219依次被推向放射方向外侧。指状物2213至2219从运输方向上游侧(容器2211侧)开始依次封闭管2212。由此，管2212内的液体依次被运向下游侧。这样，能够以高精度运输极少量的液体，而且还能够实现小型送液泵2200。此外，各部件的配置不限于图示中的配置。另外还可以采用不具备指状物等部件而由设置于转子2222的球等封闭管2212的结构。上述送液泵2200可以用于将胰岛等药液投药给人体的投药装置等。其中，由于通过使用上述实施方式的压电驱动装置10，相比现有的压电驱动装置减小驱动电流，所以能够抑制投药装置的电力消耗。因此，在对投药装置进行电池驱动的情况下尤其有效。
变形例：
此外，本发明不限于上述实施例及实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内可实施多种方式，例如可进行如下变形。
变形例1：
在上述实施方式中，在基板120上形成有第一电极130、压电体140和第二电极150，但也可以省略基板120，在振动板200上形成第一电极130、压电体140和第二电极150。
变形例2：
在上述实施方式中，在振动板200的双面分别设置了1个压电振动体100，但也可以省略压电振动体100中的一个。其中，若在振动板200的双面分别设置压电振动体100，则在使振动板200在其平面内更容易以弯曲的蛇形形状变形这一点上是优选的。
上文中，基于几个实施例对本发明的实施方式进行了说明，但上述的发明实施方式是为了便于理解本发明的，而不是限定本发明。对于本发明，当然可以在不脱离其主旨及权利要求书的范围的情况下，进行变更、改良，并且本发明中包含其等同物。
附图标记说明
10…压电驱动装置；20…突起部；50…转子；51…中心；100…压电振动体；110…压电元件；120…基板；130…第一电极；140…压电体；150…第二电极；151，152…布线；200…振动板；210…振动体部；211…第一面；212…第二面；220…连接部；230…安装部；240…螺丝；300…驱动电路；310、312、314、320…布线；340…驱动电压发生电路；350…谐振元件；352…电感器；354…电容器；2000…机器人手；2003…把持部；2010…臂；2012…连杆部；2020…关节部；2022…手腕转动部；2050…机器人；2200…送液泵；2202…凸轮；2202A…突起部；2211…容器；2212…管；2213…指状物；2222…转子；2223…减速传达机构；2230…壳体。

Claims (3)

1.一种压电元件驱动电路，其特征在于，具备：
压电元件，具有厚度在0.05μm以上20μm以下的压电体和夹着所述压电体的2个电极；
电感器，与所述压电元件并联连接；以及
驱动电压发生电路，对所述压电元件和所述电感器施加包含交流成分的驱动电压，
所述压电元件驱动电路具备与所述电感器串联连接的电容器，
所述驱动电压是在所述交流成分中加入了直流成分的电压，
所述电感器的电感是与所述压电元件构成并联谐振的第一电感和与所述电容器构成串联谐振的第二电感之和，所述并联谐振的谐振频率和所述串联谐振的谐振频率被设定为一致。
2.根据权利要求1所述的压电元件驱动电路，其特征在于，
所述电感器与多个所述压电元件并联连接，
所述驱动电压发生电路对并联连接的所述多个压电元件共同供给所述驱动电压。
3.一种机器人，其特征在于，具备：
多个连杆部；
关节部，将所述多个连杆部连接；以及
权利要求1所述的压电元件驱动电路，使用所述压电元件用所述关节部使所述多个连杆部转动。
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