CN114553050A - 一种压电马达及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种压电马达及电子设备，所述压电马达包括：外壳；弹性恢复件，所述弹性恢复件的周侧固定在所述外壳的内壁上；第一压电片，所述第一压电片贴于所述弹性恢复件上，所述第一压电片呈螺旋状；所述第一压电片处于通电状态时，所述弹性恢复件能够沿所述外壳的轴向方向做往复运动，所述第一压电片沿所述外壳的轴向方向被拉伸。本申请通过对压电马达进行改进，使压电马达具有更加丰富功能的同时，还能够控制压电马达的体积不会增加过多，进一步实现电子设备小型化的效果。

Description

一种压电马达及电子设备

技术领域

本申请属于马达技术领域，具体地，本申请涉及一种压电马达及电子设备。

背景技术

随着科学技术和现代工业的不断发展，马达应用范围越来越广，传统的电磁马达虽然转速快、功率高，但其利用转子磁铁与定子线圈之间的电磁作用力推动转子转动，不仅结构复杂，而且在受到电磁干扰时还可能造成马达失效。为此，压电马达因其响应快、结构简单、不受电磁干扰的特性而逐渐受到广泛关注。

压电马达的振动是通过压电陶瓷通电后产生伸缩导致弹性片变形，进而带动质量块运动产生振动。压电马达因其无磁，结构简单、尺寸设计灵活，极短的响应时间，较高的能效，并拥有比转子马达和电磁式线性马达都要小得多的体积，能够带来最为复杂、精细的触觉反馈体验而广泛应用于各种电子设备中。

但是随着技术的进步，电子设备内如摄像模组等电子器件的体积越来越大，同时，电子设备的体积如果继续增大，会大大影响用户的持握感，而振动马达的体积若是再次进行小型化，则很容易导致压电马达出现振动幅度以及振动强度减小，无法实现预期的振动效果。

因此，有必要对压电马达的结构进行改进，以解决现有技术中在对压电马达进行小型化的过程中，出现的压电马达振动幅度以及振动强度减小的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种压电马达及电子设备，以解决现有技术中在对压电马达进行小型化的过程中，出现的压电马达振动幅度以及振动强度减小的问题。

第一方面，本申请提供了一种压电马达，包括：

外壳；

弹性恢复件，所述弹性恢复件的周侧固定在所述外壳的内壁上；

第一压电片，所述第一压电片贴于所述弹性恢复件上，所述第一压电片呈螺旋状；

所述第一压电片处于通电状态时，所述弹性恢复件能够沿所述外壳的轴向方向做往复运动，所述第一压电片沿所述外壳的轴向方向被拉伸。

可选地，所述弹性恢复件包括弹性基片和质量块，所述弹性基片的周侧固定于外壳的内壁上，所述第一压电片和所述质量块分别固定于所述弹性基片的两侧，所述弹性基片能够沿所述外壳的轴向方向拉伸。

可选地，所述弹性基片呈螺旋状，且所述弹性基片与所述第一压电片的形状和尺寸相同，所述第一压电片和所述弹性基片能够沿所述外壳的轴向方向拉伸。

可选地，所述弹性基片具有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端固定于所述外壳的内壁上。

可选地，所述弹性基片和所述质量块之间设置有第二压电片，所述第二压电片固定于所述弹性基片上与所述第一压电片相反的一侧。

可选地，所述弹性基片中心处设置有开孔，所述质量块朝向所述弹性基片一侧设置有凸台，所述凸台插入并固定在所述开孔内。

可选地，所述外壳上开设有通孔，所述通孔内设置有电路板，所述第一压电片与所述电路板电连接。

可选地，所述第一压电片为多层双晶结构。

第二方面，本申请提供了一种电子设备，所述电子设备内设置有上述任一所述的压电马达。

可选地，所述外壳上开设有通孔，所述通孔内设置有电路板，所述第一压电片与所述电路板电连接；

所述电子设备内设置有主板，所述电路板与所述主板电连接。

本申请通过对压电马达进行改进，使压电马达具有更加丰富功能的同时，还能够控制压电马达的体积不会增加过多，进一步实现电子设备小型化的效果。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1是本申请具体实施方式提供的一种压电马达的结构示意图；

图2是本申请具体实施方式提供的一种压电马达的结构示意图拆解图之一；

附图标记：

1、外壳；11、底座；12、盖体；13、通孔；2、弹性恢复件；21、弹性基片；211、第一端；212、第二端；213、开孔；22、质量块；221、凸台；3、第一压电片；4、电路板。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

第一方面，如图1和图2所示，本申请提供了一种压电马达，包括：

外壳1；外壳1作为压电马达的外层结构，用于对内部的弹性恢复件2以及第一压电片3起到保护作用，同时也便于安装在电子设备内部。本申请实施例中的外壳1为圆柱形，外壳1的形状可以实际使用需求进行调整，在此不做具体限定。

其中，外壳1可以设置为分体式结构，外壳1分别具有底座11和盖体12，底座11为圆柱形腔体结构，盖体12能够与底座11扣合。分体式的外壳1能够降低在生产制作压电马达时候的难度，同时在后期对压电马达进行检修时，难度也会相应较低。外壳1和盖体12可以选择301不锈钢或是其他金属材料，凡是能够对其内部结构起到保护作用，同时不会影响压电马达正常工作的材料均可。

弹性恢复件2，所述弹性恢复件2的周侧固定在所述外壳1的内壁上；弹性恢复件2的周侧固定在外壳1的内壁上，当弹性恢复件2受力后，能够在外壳1内沿外壳1的轴向方向移动，随着弹性恢复件2在外壳1内的晃动，从而便可以实现压电马达的振动。

第一压电片3，所述第一压电片3贴于所述弹性恢复件2上，所述第一压电片3呈螺旋状；第一压电片3具有自发极化的性质，而自发极化可以在外电场的作用下发生转变。因此当给具有压电性的电介质加上外电场时会使第一压电片3产生变形。然而，第一压电片3之所以会有变形，是因为当加上与自发极化相同的外电场时，相当于增强了极化强度。极化强度的增大使第一压电片3沿极化方向伸长。相反，如果加反向电场,则陶瓷片沿极化方向缩短。这种由于电效应转变成机械效应的现象是逆压电效应。

所述第一压电片3处于通电状态时，所述弹性恢复件2能够沿所述外壳1的轴向方向做往复运动，所述第一压电片3沿所述外壳1的轴向方向被拉伸。螺旋状的第一压电片3在产生形变时，沿外壳1的轴向方向拉长，片状的第一压电片3体积很小，能够使压电马达的体积进一步缩小。同时螺旋状的第一压电片3能够被拉伸，从而形成较长的振动形成，进而能够保证压电马达的振动强度。

具体地，设定第一压电片3未通电时，弹性复位件的位置为初始位置。向第一压电片3内通电后，第一压电片3产生形变，利用第一压电片3的形变能力，能够带动弹性复位件在外壳1内沿外壳1的轴向方向移动。由于第一压电片3是螺旋状，随着第一压电片3的形变作用力作用于弹性复位件上，弹性复位件会沿外壳1的轴向方向拉动第一压电片3，以使螺旋结构展开。随着第一压电片3形变量以及形变频率的增加，弹性复位件的位移幅度逐渐增加，弹性复位件在外壳1内能够做往复运动，从而实现高频且幅度较大的振动。从而实现了压电马达小型化的同时，还能够提高压电马达的振动频率以及振动幅度。以压电马达安装至手机内为例，不但能够为其他电子器件提供更大的安装空间，同时当压电马达振动时，用户可以清洗的感受到手机的振动，从而能够很好的起到提醒的作用。

可选地，所述弹性恢复件2包括弹性基片21和质量块22，所述弹性基片21的周侧固定于外壳1的内壁上，所述第一压电片3和所述质量块22分别固定于所述弹性基片21的两侧，所述弹性基片21能够沿所述外壳1的轴向方向拉伸。当第一压电片3处于通电状态时，第一压电片3产生的形变作用在弹性基片21上，弹性基片21在外壳1内沿轴向返现概念股拉伸。随着弹性基片21的拉伸，弹性基片21远离初始位置，同时弹性基片21自身的弹力会使弹性基片21受到向初始位置的方向力，此时通过质量块22能够进一步增加弹性基片21的位移距离，使弹性基片21在往复运动过程中能够具有更大的位移量，从而能够实现提升压电马达的振动量的效果。

具体地，质量块22优选为钨镍合金，钨镍合金具有极高的密度，在较小的体积时，便可以拥有较大的重量，利用质量块22自身的重量，当弹性基片21向第一方向移动后，推动质量块22也会向第一方向移动，当第一压电片3的形变量已经不足以推动弹性基片21继续朝向第一方向移动时，如果弹性基片21上没有固定质量块22，弹性基片21则会在自身弹性恢复力的作用下，朝向初始位置移动，而本实施例中的质量块22，由于自身重量较大，所以会产生较大的惯性，带动弹性基片21继续朝向第一方向移动，进一步提高了压电马达的振幅以及振动量。如使用其他密度较大的材料也可以，在此不做具体限定。

可选地，所述弹性基片21呈螺旋状，且所述弹性基片21与所述第一压电片3的形状和尺寸相同，所述第一压电片3和所述弹性基片21能够沿所述外壳1的轴向方向拉伸。弹性极片和第一压电片3的为尺寸相同的螺旋状结构，所以当第一压电片3通电后，第一压电片3形变带动弹性基片21在外壳1内沿轴向方向位移，通过螺旋结构能够大大增加了第一压电片3和弹性基片21的位移量。同时，配合质量块22对弹性基片21的作用力，能够进一步增加弹性基片21在往复运动过程中的位移量，从而能够实现提升压电马达的振动量的效果。

可选地，所述弹性基片21具有第一端211和第二端212，所述第一端211和所述第二端212固定于所述外壳1的内壁上。呈螺旋状的弹性基片21具有两个端部，两个端部相对设置，通过将第一端211和第二端212固定在外壳1的内壁上，当第一压电片3通电后，第一压电片3和弹性基片21向远离初始位置的方向移动。而第一端211和第二端212此时固定在外壳1的内壁上，使第一压电片3和弹性基片21上靠近外壳1轴线的区域向远离初始位置的方向移动，同时利用弹性基片21和第一压电片3的螺旋结构，能够在对外壳1尺寸小型化的同时，增大振幅，提高压电马达的振动量。

具体地，可以通过在底座11的内壁上开设安装槽，将第一端211和第二端212卡入安装槽内，并通过焊接等方式固定。

可选地，所述弹性基片21和所述质量块22之间设置有第二压电片，所述第二压电片固定于所述弹性基片21上与所述第一压电片3相反的一侧。第一压电片3和第二压电片分别设置在弹性基片21的两侧，通过在弹性基片21的两侧设置两个压电片，可以实现推挽式驱动，进一步提高压电马达的振动频率以及振动强度。

可选地，所述弹性基片21中心处设置有开孔213，所述质量块22朝向所述弹性基片21一侧设置有凸台221，所述凸台221插入并固定在所述开孔213内。弹性基片21的中心区域开设开孔213，通过将凸台221卡入开孔213内，能够实现对弹性基片21和质量块22之间的预固定。为了加强弹性基片21和质量块22之间的连接强度，可以采用激光焊接等方式将凸台221和开孔213之间固定连接，有效的增加了弹性基片21和质量块22之间的连接强度。当压电马达开始工作时，即使质量块22利用惯性拉拽弹性基片21，也不会导致质量块22和弹性基片21的分离，延长了压电马达的使用时间。

可选地，所述外壳1上开设有通孔13，所述通孔13内设置有电路板4，所述第一压电片3与所述电路板4电连接。其中，电路板4可以优选为柔性电路板4，第一压电片3可以通过锡膏、银胶或异方性导电胶膜等材料与电路板4实现粘接，或是通过焊锡线等方式进行焊接，在此不做具体限定。

可选地，所述第一压电片3为多层双晶结构。多层双晶结构能够保证第一压电片3体积减小的同时，能够具有较大的形变量，从而保证能够带动弹性基片21在外壳1内位移，实现了提高振动量的效果。

具体地，第一压电片3和弹性基片21在未通电或未受力的状态下是片状结构，而螺旋状的第一压电片3和弹性基片21是由条形结构弯折形成，而形成第一压电片3和弹性基片21的条形结构称之为螺旋臂。在外壳1的内径不变的前提下，通过调节第一压电片3和弹性基片21螺旋结构的螺旋臂宽度，可以实现对第一压电片3和弹性基片21结构强度以及拉伸长度进行调节。随着螺旋臂的宽度逐渐增加，第一压电片3和弹性基片21的结构强度越强，同时拉伸长度也就越小，压电马达的振幅以及振动量相应会减小。随着螺旋臂的宽度逐渐减小，第一压电片3和弹性基片21的结构强度越弱，同时拉伸长度也就越大，压电马达的振幅以及振动量相应会减大。

第二方面，本申请提供了一种电子设备，所述电子设备内设置有上述实施例中任一所述的压电马达。电子设备内安装上述实施例中的压电马达，能够使电子设备在振动提示时具有更大的振动量以及振动频率，给予用户更好的使用体验。

可选地，所述外壳1上开设有通孔13，所述通孔13内设置有电路板4，所述第一压电片3与所述电路板4电连接；所述电子设备内设置有主板，所述电路板4与所述主板电连接。通过主板与第一压电片3连接，可以实现电子设备的控制系统对第一压电片3通电的控制，通过主板选择通电的电流方向以及电压高低，从而使电子设备能够实现振动提示的效果。

本申请通过对压电马达进行改进，使压电马达具有更加丰富功能的同时，还能够控制压电马达的体积不会增加过多，进一步实现电子设备小型化的效果。

虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种压电马达，其特征在于，包括：

外壳；

弹性恢复件，所述弹性恢复件的周侧固定在所述外壳的内壁上；

第一压电片，所述第一压电片贴于所述弹性恢复件上，所述第一压电片呈螺旋状；

所述第一压电片处于通电状态时，所述弹性恢复件能够沿所述外壳的轴向方向做往复运动，所述第一压电片沿所述外壳的轴向方向被拉伸。

2.根据权利要求1所述的压电马达，其特征在于，所述弹性恢复件包括弹性基片和质量块，所述弹性基片的周侧固定于外壳的内壁上，所述第一压电片和所述质量块分别固定于所述弹性基片的两侧，所述弹性基片能够沿所述外壳的轴向方向拉伸。

3.根据权利要求2所述的压电马达，其特征在于，所述弹性基片呈螺旋状，且所述弹性基片与所述第一压电片的形状和尺寸相同，所述第一压电片和所述弹性基片能够沿所述外壳的轴向方向拉伸。

4.根据权利要求3所述的压电马达，其特征在于，所述弹性基片具有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端固定于所述外壳的内壁上。

5.根据权利要求2所述的压电马达，其特征在于，所述弹性基片和所述质量块之间设置有第二压电片，所述第二压电片固定于所述弹性基片上与所述第一压电片相反的一侧。

6.根据权利要求2所述的压电马达，其特征在于，所述弹性基片中心处设置有开孔，所述质量块朝向所述弹性基片一侧设置有凸台，所述凸台插入并固定在所述开孔内。

7.根据权利要求1所述的压电马达，其特征在于，所述外壳上开设有通孔，所述通孔内设置有电路板，所述第一压电片与所述电路板电连接。

8.根据权利要求1所述的压电马达，其特征在于，所述第一压电片为多层双晶结构。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备内设置有上述权利要求1-8任一所述的压电马达。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述外壳上开设有通孔，所述通孔内设置有电路板，所述第一压电片与所述电路板电连接；

所述电子设备内设置有主板，所述电路板与所述主板电连接。

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