CN115733387A - 一种压电线性马达及电子设备 - Google Patents
一种压电线性马达及电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115733387A CN115733387A CN202211362978.3A CN202211362978A CN115733387A CN 115733387 A CN115733387 A CN 115733387A CN 202211362978 A CN202211362978 A CN 202211362978A CN 115733387 A CN115733387 A CN 115733387A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piezoelectric actuator
- piezoelectric
- linear motor
- elastic
- fixed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 30
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 14
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims 1
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 15
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229920006335 epoxy glue Polymers 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/04—Constructional details
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
本发明提供了一种压电线性马达及电子设备,压电线性马达包括压电执行器以及固定于压电执行器沿第一方向的相对两侧的弹性结构,第一方向垂直于压电执行器的伸缩方向所在的平面,弹性结构包括至少两组弹性连接部,每一组弹性连接部包括两个分别固定于压电执行器沿第一方向相对两侧的连接支脚,每一连接支脚均朝压电执行器的外侧延伸,且沿第一方向位于压电执行器同一侧的连接支脚均向彼此相互远离的方向延伸,每一连接支脚与压电执行器所在的平面之间具有张角。通过设置各连接支脚相互独立,具有更强的灵活性,从而使得弹性结构具有更强的形变能力,可以提升电子设备的触觉反馈响应速度;同时有利于减小压电线性马达的厚度。
Description
【技术领域】
本发明涉及触觉反馈技术领域,尤其涉及一种压电线性马达及电子设备。
【背景技术】
目前,可以利用压电材料的逆压电效应实现触觉反馈,具体为给压电材料施加电压,压电材料产生形变,通过将该形变传导到人手指处,实现触觉反馈。
在相关技术中,具有触觉反馈功能的电子设备包括由压电材料制成的压电执行器和固定于压电执行器的弹性结构,弹性结构包括两个设置在压电执行器上下两侧的表面的弹片,弹片的两端分别固定在压电执行器的两端,且弹片的中部与压电执行器之间具有活动空间,弹片能够在压电执行器的驱动下运动产生触觉反馈。然而,由于弹片本身结构设置不灵活,使得具备的弹力较小,弹性结构的形变能力较差,导致电子设备的触觉反馈响应速度较慢同时反馈强度较低,不容易被感知。
因此,有必要提供一种新的压电线性马达。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种压电线性马达及电子设备,能够解决相关技术中电子设备的触觉反馈响应速度较慢以及触觉反馈强度较低的技术问题。
本发明的技术方案如下:一种压电线性马达,包括压电执行器以及固定于所述压电执行器沿第一方向的相对两侧的弹性结构,所述第一方向垂直于所述压电执行器的伸缩方向所在的平面,所述压电执行器用于在施加电压时伸缩并沿所述第一方向驱动所述弹性结构运动,所述弹性结构包括至少两组固定于所述压电执行器沿其伸缩方向上的端部的弹性连接部,每一组所述弹性连接部包括两个分别固定于所述压电执行器沿所述第一方向相对两侧的连接支脚,每一所述连接支脚均朝所述压电执行器的外侧延伸,且沿所述第一方向位于所述压电执行器同一侧的所述连接支脚均向彼此相互远离的方向延伸,每一所述连接支脚与所述压电执行器所在的平面之间具有张角。
优选地,所述连接支脚和所述压电执行器所在的平面之间的张角小于45°。
优选地,每一组所述弹性连接部还包括固定于所述压电执行器的连接组件,所述连接支脚通过所述连接组件固定于所述压电执行器;每一所述连接支脚包括固定于所述连接组件的悬臂部、以及固定于所述悬臂部远离所述连接组件的一端的第一连接部,所述悬臂部与所述压电执行器所在的平面之间具有所述张角。
优选地,所述连接组件至少包括分别连接每一所述连接支脚的所述悬臂部与所述压电执行器的第一固定部,所述第一固定部呈平板状,连接同一组所述弹性连接部的所述第一固定部固定于所述压电执行器沿所述第一方向的相对两侧的表面。
优选地,所述悬臂部与所述第一固定部、以及所述第一连接部与所述悬臂部之间弯折或平滑过渡连接。
优选地,所述悬臂部和所述第一固定部之间的连接处、以及所述第一连接部和所述悬臂部之间的连接处的厚度均小于所述悬臂部的厚度。
优选地,连接同一组所述弹性连接部的所述连接支脚的所述第一固定部连接成一体;或者,所述连接组件还包括固定于所述压电执行器外侧壁的第二固定部,同一组所述弹性连接部的所述连接支脚的所述第一固定部通过所述第二固定部相连接。
优选地,连接同一组所述弹性连接部的所述连接组件还包括自一个所述第一固定部沿所述第一方向延伸并固定于所述压电执行器外侧壁的第三固定部,位于所述压电执行器沿所述第一方向一侧的所述连接支脚的所述悬臂部均通过所述第一固定部固定于所述压电执行器;另一侧所述连接支脚的所述悬臂部连接于所述第三固定部。
优选地,位于所述压电执行器沿所述第一方向同侧的所述连接支脚之间相互连接成一体。
优选地,所述连接组件还包括连接位于所述压电执行器沿所述第一方向同一侧的所述第一固定部的第二连接部,所述第二连接部沿所述第一方向与所述压电执行器间隔设置。
优选地,所述压电线性马达还包括两个固定于所述压电执行器且位于所述压电执行器沿其伸缩方向相对两侧的压紧件,所述连接组件连接所述压紧件和所述悬臂部,两个所述压紧件能够共同形成沿所述压电执行器伸缩方向压紧所述压电执行器的预紧力。
优选地,所述弹性结构还包括连接位于所述压电执行器沿所述第一方向相同侧的所述连接支脚的加强件,所述加强件与位于所述压电执行器同侧的所述连接支脚一体成型或通过固定件连接于所述连接支脚。
优选地,所述加强件包括与所述压电执行器所在平面平行的平板部以及自所述平板部沿垂直于所述第一方向的两端弯折延伸并连接于所述第一连接部的弯折部,所述固定件设置于所述弯折部与所述第一连接部之间或所述弯折部与所述第一连接部一体成型。
优选地,一种电子设备,包括第一基体、第二基体以及连接于所述第一基体和所述第二基体的至少一个根据如上任一项所述的压电线性马达,所述压电线性马达用于在施加电压时驱动所述第一基体和/或所述第二基体沿所述第一方向运动。
本发明的有益效果在于:压电线性马达包括压电执行器以及固定于压电执行器沿第一方向的相对两侧的弹性结构,弹性结构包括至少两组固定于压电执行器沿其伸缩方向上的端部的弹性连接部,每一组弹性连接部包括两个分别固定于压电执行器沿第一方向相对两侧的连接支脚,每一连接支脚均朝压电执行器的外侧延伸,且沿所述第一方向位于所述压电执行器同一侧的所述连接支脚均向彼此相互远离的方向延伸,每一所述连接支脚与所述压电执行器所在的平面之间具有张角,压电执行器用于在施加电压时伸缩并沿第一方向驱动弹性结构运动,使得将压电执行器小的伸缩方向上的长度变化转化为弹性结构垂直于压电执行器伸缩方向的大的运动位移,从而产生很容易被感知的大的触觉反馈强度。此外,各连接支脚相互独立,具有更强的灵活性,从而使得弹性结构具有更强的形变能力,可以提升电子设备的触觉反馈响应速度;且上述的结构设置同时有利于减小压电线性马达的厚度,降低了压电线性马达的制造难度。
【附图说明】
图1是本发明实施例压电线性马达在使用时的整体结构示意图;
图2是本发明实施例驱动结构第一种可实现方式的整体结构示意图;
图3是本发明实施例驱动结构第二种可实现方式的整体结构示意图;
图4是本发明实施例驱动结构第三种可实现方式主视图;
图5是本发明实施例驱动结构第四种可实现方式的整体结构示意图;
图6是本发明实施例驱动结构第五种可实现方式的主视图;
图7是本发明实施例驱动结构第六种可实现方式的整体结构示意图;
图8是本发明实施例驱动结构第七种可实现方式的整体结构示意图;
图9是本发明实施例驱动结构第八种可实现方式的整体结构示意图;
图10是图9中A-A向剖视图;
图11是本发明实施例驱动结构第九种可实现方式的整体结构示意图;
图12是图11中B-B向剖视图;
图13是本发明实施例驱动结构第十种可实现方式的整体结构示意图;
图14是图13中C-C向剖视图;
图15是本发明实施例驱动结构第十一种可实现方式的主视图;
图16是本发明实施例两个压电线性马达叠加使用的示意图;
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请参阅图1至图16,本发明实施例提供了一种电子设备,包括第一基体10、第二基体20以及连接于第一基体10和第二基体20的至少一个压电线性马达30,压电线性马达30用于在施加电压时驱动第一基体10和/或第二基体20沿第一方向(垂直于第一基体10的表面的方向)运动。其中,电子设备可以为手机、平板、笔记本电脑、触控笔、车载等,第一基体10可以为质量块/电池/屏幕/按键等具有质量的部件,第二基体20可以为基座或者其他固定部件,压电线性马达30用于在施加电压时驱动第一基体10和/或第二基体20沿第一方向运动,以产生触觉反馈。例如电子设备可以为手机,第一基体10可以为手机的屏幕,第二基体20可以为手机的外壳;在用户触击手机的屏幕时,压电线性马达30会驱动屏幕沿第一方向运动以产生触觉反馈,从而通过触觉反馈通知用户其触击操作成功地实现。
以下对本申请中提供的压电线性马达30的几种实施方式进行说明。请参阅图2和图3,压电线性马达30包括压电执行器301以及固定于压电执行器301沿第一方向的相对两侧的弹性结构302,第一方向垂直于压电执行器301的伸缩方向所在的平面,压电执行器301用于在施加电压时伸缩并沿第一方向驱动弹性结构302运动,其特征在于,弹性结构302包括至少两组固定于压电执行器301沿其伸缩方向上的端部的弹性连接部2,每一组弹性连接部2包括两个分别固定于压电执行器301沿第一方向相对两侧的连接支脚21,每一连接支脚21均朝压电执行器301的外侧延伸,且沿第一方向位于压电执行器301同一侧的连接支脚21均向彼此相互远离的方向延伸,每一连接支脚21与压电执行器301所在的平面之间具有张角θ。
上述的结构设置使得将压电执行器小的伸缩方向上的长度变化转化为弹性结构302垂直于压电执行器伸缩方向的大的运动位移,从而产生很容易被感知的大的触觉反馈强度,同时有利于减小压电线性马达的厚度。此外,各连接支脚21相互独立,具有更强的灵活性,从而使得弹性结构302具有更强的形变能力,可以提升电子设备的触觉反馈响应速度。
需要说明的是,压电执行器301在施加电压时产生沿其延伸面方向的伸长或收缩,使得连接支脚21相对于压电执行器301沿着第一方向运动,可以将压电执行器301的横向伸缩位移转换为弹性结构302的上下位移,从而带动第二基体20沿第一方向运动以产生触觉反馈。为了便于后续描述,将压电执行器301的伸缩方向定义为X1方向,第一方向定义为X2方向,X2方向垂直于X1方向。
请参阅图2,进一步地,连接支脚21和压电执行器301所在的平面之间的张角θ小于45°。具体的,张角θ可以为15°、20°、30°和40°等,由于张角θ小于45度,使得连接支脚21可以对压电执行器301沿着X1方向的位移进行放大,从而改善压电执行器301响应位移小或者施加电压较大的问题。其中,连接支脚21实现放大功能的原理满足如下公式:
K=tanθ=Δx2/Δx1;
其中,K为放大倍数,Δx2为连接支脚21沿着X2方向的位移,Δx1为压电执行器301沿着X1方向的位移,即放大倍数为压电执行器301和连接支脚21的位移之比,使得可以改变连接支脚21的长度和张角θ的大小对放大倍数进行调节。
请参阅图2至图16,进一步地,每一组弹性连接部2还包括固定于压电执行器301的连接组件22,连接支脚21通过连接组件22固定于压电执行器301;每一连接支脚21包括固定于连接组件22的悬臂部212、以及固定于悬臂部212远离连接组件22的一端的第一连接部211,悬臂部212与压电执行器301所在的平面之间具有前述张角θ。具体的,两组弹性连接部2分别设置在压电执行器301的伸缩方向X1的左端和右端,每一组弹性连接部2由两个连接支脚21和连接组件22组成,且同一组弹性连接部2的两个连接支脚21分别设置在压电执行器301沿第一方向X2的上下两侧,有利于实现四个连接支脚21相互独立设置。其中,位于压电执行器301上侧的第一连接部211用于与第二基体20固定连接,位于压电执行器下侧的第一连接部211用于与第一基体10固定连接,实现将压电线性马达30装配在电子设备内。
请参阅3,在第一种可实现方式中,连接组件22至少包括分别连接每一连接支脚21的悬臂部212与压电执行器301的第一固定部221,第一固定部221呈平板状,连接同一组弹性连接部2的第一固定部221固定于压电执行器301沿第一方向的相对两侧的表面。具体的,第一固定部221与压电执行器301之间可以通过环氧胶固定,位于压电执行器301上侧和下侧的第一连接部211、悬臂部212以及第一固定部221均可以连接成一体,即金属片;其中,金属片的材质包括钛、钛合金、不锈钢等,金属片可以通过冲压一体成型,降低弹性结构302的制造难度和成本。同一组弹性连接部2的两个第一固定部221分别设于压电执行器301沿第一方向的相对两侧的表面,以将同一组弹性连接部2的两个连接支脚21设置在压电执行器301的上下两侧,便于实现第一基体10和第二基体20与对应连接支脚21之间的固定。
请参阅图2和图15,根据实际需要,悬臂部212与第一固定部221、以及第一连接部211与悬臂部212之间弯折或平滑连接。优选为悬臂部212与第一固定部221、以及第一连接部211与悬臂部212之间弯折连接,可以在保证悬臂部212与压电执行器301所在的平面之间具有张角θ的前提下,使得第一连接部211水平设置,有利于第一连接部211和第一基体10以及第一连接部211和第二基体20的连接。
请参阅图3,在第二种可实现方式中,悬臂部212和第一固定部221之间的连接处、以及第一连接部211和悬臂部212之间的连接处的厚度均小于悬臂部212的厚度。具体的,可以在悬臂部212和第一固定部221之间的弯折处、以及第一连接部211和悬臂部212之间的弯折处进行减薄处理,即在弯折处去除部材料,以使弯折处的厚度小于悬臂部212的厚度。应当理解,第一连接部211、悬臂部212以及第一固定部221连接成的金属片弯折处为可变形区域,在弯折处进行减薄处理可以降低金属片的整体刚度。
请参阅图4,在第三种可实现方式中,连接同一组弹性连接部2的连接支脚21的第一固定部221连接成一体。具体的,同一组弹性连接部2的两个第一固定部221连接成套筒,压电执行器301穿过该套筒,使得套筒可以提供压电执行器301沿厚度方向的预紧,提高压电执行器301的可靠性。应当理解,由于同一弹性连接部2的两个第一固定部221连接成一体,使得位于压电执行器301上下两侧的两个连接支脚21和连接组件22组合为单一结构进行加工,从而简化所需的零件数量,提高弹性连接部2的可靠性;同时可以简化组装工序。
请参阅图5,在第四种可实现方式中,连接组件22还包括固定于压电执行器301外侧壁的第二固定部222,同一组弹性连接部2的连接支脚21的第一固定部221通过第二固定部222相连接。具体的,第二固定部222可以设置在压电执行器301沿其伸缩方向上的端部,同一组弹性连接部2的连接支脚21的第一固定部221通过第二固定部222连接成一体并呈U型结构,即连接组件22可以一体成形,而同一组弹性连接部2中的连接组件22、在压电执行器301上侧的连接支脚21、以及在压电执行器301下侧的连接支脚21也可以一体成形,使得弹性连接部2可以一体成形,从而简化加工制造过程。
请参阅图6,在第五种可实现方式中,连接同一组弹性连接部2的连接组件22还包括自一个第一固定部221沿第一方向延伸并固定于压电执行器301外侧壁的第三固定部223,位于压电执行器301沿第一方向一侧的连接支脚21的悬臂部212均通过第一固定部221固定于压电执行器301;另一侧连接支脚21的悬臂部212连接于第三固定部223。具体的,在压电执行器301上侧的悬臂部212与第一固定部221直接相连,在压电执行器301下侧的悬臂部212通过第三固定部223与第一固定部221相连;位于压电执行器301上侧的第一固定部221、位于压电执行器下侧的第一固定部221、以及第三固定部223共同环绕紧固在压电执行器301沿其伸缩方向上的端部,使得连接组件22与压电执行器301之间环绕紧固,相比于胶水连接方式,可以大幅提高连接的牢固性和可靠性。
请参阅图7和图8,进一步地,弹性结构302还包括连接位于压电执行器301沿第一方向相同侧的连接支脚21的加强件4,加强件4与位于压电执行器301同侧的连接支脚21一体成型或通过固定件5连接于连接支脚21。具体的,加强件4可以为加强片,设置加强件4有利于将压电线性马达30固定连接到其他结构上。位于压电执行器301上侧的加强件4的两端分别固定在位于压电执行器301上侧且属于不同组弹性连接部2的两个第一连接部211上,位于压电执行器301下侧的加强件4的两端分别固定在位于压电执行器301下侧且属于不同组弹性连接部2的两个第一连接部211上,使得位于压电执行器301上侧的加强件4、连接支脚21和连接组件22构成整体结构,位于压电执行器301下侧的加强件4、连接支脚21和连接组件22构成整体结构,可以减少零件数量;同时可以实现横向位移约束,也可以直接提供压电执行器301所需的预应力,使压电执行器301工作处于合适的状态。
请参阅图7,在第六种可实现方式中,加强件4包括与压电执行器301所在平面平行的平板部41以及自平板部41沿垂直于第一方向的两端弯折延伸并连接于第一连接部211的弯折部42,弯折部42与第一连接部211一体成型。应当理解,此时位于压电执行器301上侧不同组的两个弹性连接部2和加强件4一体设置,位于压电执行器301下侧不同组的两个弹性连接部2和加强件4一体设置,有利于减少零件数量,且更有利于实现横向位移约束。
请参阅图8,在第七种可实现方式中,加强件4包括与压电执行器301所在平面平行的平板部41以及自平板部41沿垂直于第一方向的两端弯折延伸并连接于第一连接部211的弯折部42,固定件5设置于弯折部42与第一连接部211之间。具体的,固定件5可以为固定块,设置固定件5可以使平板部41与第一连接部211的板面相贴合,避免在平板部41与第一连接部211之间具有会产生振动的空间。
请参阅图9、图11和图13,位于压电执行器301沿第一方向同侧的连接支脚21之间相互连接成一体,从而使得固定于压电执行器301的弹性结构302整体呈截锥型。
请参阅图9和图10,在第八种可实现方式中,连接组件22还包括连接位于压电执行器301沿第一方向同一侧的第一固定部221的第二连接部224,第二连接部224沿第一方向与压电执行器301间隔设置。具体的,压电执行器301可以为圆形,弹性结构302可以为具备一定高度的锥形,具体为位于压电执行器301上侧和下侧的第一连接部211、悬臂部212以及第一固定部221均可以连接成锥面,且位于压电执行器301上侧的不同组的两个弹性连接部2的两个第一连接部211相连,两个第一固定部221通过第二连接部224相连;位于压电执行器301下侧的不同组的两个弹性连接部2的两个第一连接部211相连,两个第一固定部221通过第二连接部224相连,从而设计出圆盘状压电线性马达30。弹性连接部2固定于压电执行器301靠近外沿的端部,以充分利用压电执行器301的机械形变;压电执行器301置于两个圆锥的锥顶位置。应当理解,在圆盘状压电线性马达30具备与长条状压电线性马达30(如图1-8)相同的压电执行器301和弹性结构302时,圆盘状压电线性马达30的工作方式和震动效果与长条状压电线性马达30一致。
请参阅图11和图12,在第九种可实现方式中,压电执行器301可以为方形,弹性结构302可以为具备一定高度的锥形,具体为位于压电执行器301上侧和下侧的第一连接部211、悬臂部212以及第一固定部221均可以连接成锥面,且位于压电执行器301上侧的不同组的弹性连接部2的第一连接部211相连,悬臂部212相连,第一固定部221连接成一体,整体呈截锥型;位于压电执行器301下侧的不同组的弹性连接部2的第一连接部211相连,悬臂部212相连,第一固定部221连接成一体,整体呈截锥型,从而设计出圆盘状压电线性马达30。弹性连接部2固定于压电执行器301靠近外沿的端部,以充分利用压电执行器301的机械形变;压电执行器301置于两个圆锥的锥顶位置。应当理解,在圆盘状压电线性马达30具备与长条状压电线性马达30(如图1-8)相同的压电执行器301和弹性结构302时,圆盘状压电线性马达30的工作方式和震动效果与长条状压电线性马达30一致。
请参阅图13和图14,在第十种可实现方式中,压电执行器301和弹性结构302均可以为方形,具体为位于压电执行器301上侧的不同组的弹性连接部2的第一连接部211相连,悬臂部212相连,第一固定部221连接成一体,整体呈截锥型;位于压电执行器301下侧的不同组的弹性连接部2的第一连接部211相连,悬臂部212相连,第一固定部221连接成一体,整体呈截锥型,从而设计出方形状压电线性马达30。应当理解,在方形状压电线性马达30具备与长条状压电线性马达30(如图1-8)相同的压电执行器301和弹性结构302时,圆盘状压电线性马达30的工作方式和震动效果与长条状压电线性马达30一致。
请参阅图15,在第十一种可实现方式中,压电线性马达30还包括两个固定于压电执行器301且位于压电执行器301沿其伸缩方向X1相对两侧分布的压紧件3,连接组件22连接悬臂部212的第一固定部221,两个压紧件3能够共同形成沿压电执行器301伸缩方向压紧压电执行器301的预紧力。具体的,压紧件3可以为L型块,位于压电执行器301左端的L型块正立设置,位于压电执行器301右端的L型块倒立设置,使得可以通过压缩弹性结构302,以使位于压电执行器301左右两端的两个压紧件3为压电执行器301中的压电层提供左右压紧的预紧力,而压电层由压电材料制成,从而提高压电材料的可靠性和电压工作范围,其中,压电层具有抗压不抗拉的特点,同时有一定击穿场强的工作电压范围。
需要说明的是,压电执行器301包括由多个压电层和多个内电极堆叠组成的烧结部件和固定于烧结部件两端的两个外电极1。压电层通常为单层或多层锆钛酸铅陶瓷(PZT陶瓷),不同极性的内部电极交替设置并与其对应的外电极1电连接,当向两个外电极1施加电压时,可以产生沿着极化方向的电场,由于逆压电效应使得压电执行器301发生变形,沿着X1方向伸缩。
在一实施例中,压电执行器301沿厚度方向伸缩且具有小于或等于10mm的伸缩距离,以及沿长度方向伸缩且有小于或等于100mm的伸缩距离,压电执行器301的厚度可以根据应用场景和PZT陶瓷的层数进行合适优化选择,在向外电极施加电压时,压电执行器301发生变形,沿着X1方向伸缩(与内电极电场方向垂直,d31方向的逆压电效应)。根据实际需要,也可采用沿多层PZT陶瓷厚度方向极化的压电执行器301(压电执行器301的伸缩方向与施加的电场方向处于同一维度,d33方向的逆压电效应),此时压电层需要添加预紧力以避免压电执行器301失效。
请参阅图16,在一实施例中,电子设备可以设有多个压电线性马达30,多个压电线性马达30叠加使用,可以增加压电线性马达的强度产生更大的触觉反馈强度。当两个压电线性马达30叠加时,可最大限度对压电执行器301位移进行放大,整体放大倍数为两者放大倍数的和,此时添加用于连接两端支点并可限定横向运动的连接结构必不可少,例如图16的两个连接块6和连接于两个连接块6的连接杆7,以将横向运动转化为上下运动。
以上的仅是本发明的实施方式,在此应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出改进,但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种压电线性马达,包括压电执行器以及固定于所述压电执行器沿第一方向的相对两侧的弹性结构,所述第一方向垂直于所述压电执行器的伸缩方向所在的平面,所述压电执行器用于在施加电压时伸缩并沿所述第一方向驱动所述弹性结构运动,其特征在于,所述弹性结构包括至少两组固定于所述压电执行器沿其伸缩方向上的端部的弹性连接部,每一组所述弹性连接部包括两个分别固定于所述压电执行器沿所述第一方向相对两侧的连接支脚,每一所述连接支脚均朝所述压电执行器的外侧延伸,且沿所述第一方向位于所述压电执行器同一侧的所述连接支脚均向彼此相互远离的方向延伸,每一所述连接支脚与所述压电执行器所在的平面之间具有张角。
2.根据权利要求1所述的压电线性马达,其特征在于,所述连接支脚和所述压电执行器所在的平面之间的张角小于45°。
3.根据权利要求1所述的压电线性马达,其特征在于,每一组所述弹性连接部还包括固定于所述压电执行器的连接组件,所述连接支脚通过所述连接组件固定于所述压电执行器;每一所述连接支脚包括固定于所述连接组件的悬臂部、以及固定于所述悬臂部远离所述连接组件的一端的第一连接部,所述悬臂部与所述压电执行器所在的平面之间具有所述张角。
4.根据权利要求3所述的压电线性马达,其特征在于,所述连接组件至少包括分别连接每一所述连接支脚的所述悬臂部与所述压电执行器的第一固定部,所述第一固定部呈平板状,连接同一组所述弹性连接部的所述第一固定部固定于所述压电执行器沿所述第一方向的相对两侧的表面。
5.根据权利要求4所述的压电线性马达,其特征在于,所述悬臂部与所述第一固定部、以及所述第一连接部与所述悬臂部之间弯折或平滑过渡连接。
6.根据权利要求4所述的压电线性马达,其特征在于,所述悬臂部和所述第一固定部之间的连接处、以及所述第一连接部和所述悬臂部之间的连接处的厚度均小于所述悬臂部的厚度。
7.根据权利要求4所述的压电线性马达,其特征在于,连接同一组所述弹性连接部的所述连接支脚的所述第一固定部连接成一体;
或者,所述连接组件还包括固定于所述压电执行器外侧壁的第二固定部,同一组所述弹性连接部的所述连接支脚的所述第一固定部通过所述第二固定部相连接。
8.根据权利要求4所述的压电线性马达,其特征在于,连接同一组所述弹性连接部的所述连接组件还包括自一个所述第一固定部沿所述第一方向延伸并固定于所述压电执行器外侧壁的第三固定部,位于所述压电执行器沿所述第一方向一侧的所述连接支脚的所述悬臂部均通过所述第一固定部固定于所述压电执行器;另一侧所述连接支脚的所述悬臂部连接于所述第三固定部。
9.根据权利要求4所述的压电线性马达,其特征在于,位于所述压电执行器沿所述第一方向同侧的所述连接支脚之间相互连接成一体。
10.根据权利要求9所述的压电线性马达,其特征在于,所述连接组件还包括连接位于所述压电执行器沿所述第一方向同一侧的所述第一固定部的第二连接部,所述第二连接部沿所述第一方向与所述压电执行器间隔设置。
11.根据权利要求3所述的压电线性马达,其特征在于,所述压电线性马达还包括两个固定于所述压电执行器且位于所述压电执行器沿其伸缩方向相对两侧的压紧件,所述连接组件连接所述压紧件和所述悬臂部,两个所述压紧件能够共同形成沿所述压电执行器伸缩方向压紧所述压电执行器的预紧力。
12.根据权利要求4所述的压电线性马达,其特征在于,所述弹性结构还包括连接位于所述压电执行器沿所述第一方向相同侧的所述连接支脚的加强件,所述加强件与位于所述压电执行器同侧的所述连接支脚一体成型或通过固定件连接于所述连接支脚。
13.根据权利要求12所述的压电线性马达,其特征在于,所述加强件包括与所述压电执行器所在平面平行的平板部以及自所述平板部沿垂直于所述第一方向的两端弯折延伸并连接于所述第一连接部的弯折部,所述固定件设置于所述弯折部与所述第一连接部之间或所述弯折部与所述第一连接部一体成型。
14.一种电子设备,包括第一基体、第二基体以及连接于所述第一基体和所述第二基体的至少一个根据权利要求1-13任一项所述的压电线性马达,所述压电线性马达用于在施加电压时驱动所述第一基体和/或所述第二基体沿所述第一方向运动。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211362978.3A CN115733387A (zh) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | 一种压电线性马达及电子设备 |
PCT/CN2022/132242 WO2024092885A1 (zh) | 2022-11-02 | 2022-11-16 | 一种压电线性马达及电子设备 |
US18/325,950 US20240147865A1 (en) | 2022-11-02 | 2023-05-30 | Piezoelectric linear motor and electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211362978.3A CN115733387A (zh) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | 一种压电线性马达及电子设备 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115733387A true CN115733387A (zh) | 2023-03-03 |
Family
ID=85294373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211362978.3A Pending CN115733387A (zh) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | 一种压电线性马达及电子设备 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115733387A (zh) |
WO (1) | WO2024092885A1 (zh) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4736131A (en) * | 1985-07-30 | 1988-04-05 | Nec Corporation | Linear motor driving device |
KR101354856B1 (ko) * | 2012-11-29 | 2014-01-22 | 삼성전기주식회사 | 압전진동모듈 |
DE102016116763A1 (de) * | 2016-09-07 | 2018-03-08 | Epcos Ag | Vorrichtung zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung |
CN111813225A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-10-23 | 欧菲微电子技术有限公司 | 触觉反馈单元、触觉反馈装置和电子设备 |
CN112783329A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-05-11 | 江西欧迈斯微电子有限公司 | 触控模组及电子设备 |
-
2022
- 2022-11-02 CN CN202211362978.3A patent/CN115733387A/zh active Pending
- 2022-11-16 WO PCT/CN2022/132242 patent/WO2024092885A1/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2024092885A1 (zh) | 2024-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6813684B2 (ja) | 触覚フィードバックを発生するためのデバイス | |
JP5116250B2 (ja) | 積層圧電素子及びその製造方法、並びに振動波駆動装置 | |
JP4069160B2 (ja) | 超音波アクチュエータ | |
CN1120874A (zh) | 单片预应力陶瓷器件及其制法 | |
JP4697929B2 (ja) | 積層圧電素子及び振動波駆動装置 | |
KR20120078529A (ko) | 압전 액츄에이터 | |
US20120319531A1 (en) | Actuator | |
KR102122891B1 (ko) | 적층 압전 소자, 압전 진동 장치 및 전자 기기 | |
EP2270893B1 (en) | Ultrasonic motor | |
CN115733387A (zh) | 一种压电线性马达及电子设备 | |
JP5969863B2 (ja) | 圧電素子、音響発生器、音響発生装置及び電子機器 | |
CN105846719B (zh) | 一种变阻尼压电驱动器 | |
CN112445334A (zh) | 振动面板和电子设备 | |
US7695389B2 (en) | Conductive polymer drive for actuating eccentric members of a motor | |
US20240147865A1 (en) | Piezoelectric linear motor and electronic device | |
US8912708B2 (en) | Electromechanical motor | |
JPS6412111B2 (zh) | ||
JP7055950B2 (ja) | 振動発生装置及び電子機器 | |
EP2586538A2 (en) | Transducer module | |
US20150102706A1 (en) | Piezoelectric element and vibrator including the same | |
US8299683B2 (en) | Ultrasonic motor | |
JP5138691B2 (ja) | 静電アクチュエータ | |
JP5947006B2 (ja) | 圧電アクチュエータ | |
CN115987242A (zh) | 压电振动器和压电振动器组件 | |
JP2001068749A (ja) | 積層型圧電アクチュエータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |