CN116979828A - 压电马达、摄像模组和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种压电马达、摄像模组和电子设备。该压电马达包括基座、移动载体和驱动机构。其中,基座具有安装槽;移动载体设于安装槽内并与基座周向固定,移动载体沿第一通孔的轴向与基座滑动连接;驱动机构包括摩擦件、驱动单元和弹性连接件,摩擦件设于移动载体的周侧表面;驱动单元包括连接组件和与连接组件连接的压电振子,连接组件与基座连接,压电振子设有驱动部;压电振子动作时,驱动部能够沿第一通孔的轴向往复运动;弹性连接件能够提供使驱动部与摩擦件抵接的预压力,以使驱动部振动时通过摩擦件带动移动载体往复运动。利用该压电马达可以提高摄像模组的自动对焦行程、对焦精度和对焦速度。
Description
技术领域
本申请涉及马达领域,具体涉及一种压电马达、摄像模组和电子设备。
背景技术
目前,电子设备(例如手机)的摄像模组的马达主要为音圈马达。音圈马达的电磁驱动力和磁场强度、线圈匝数正相关。随着电子设备拍照技术提升,摄像模组的感光芯片越来越大,镜头越来越重,当镜头变重时,音圈马达的磁铁和线圈也需要变重;磁铁和线圈的增大使得整个音圈马达的体积和重量变大,同时磁场强度的增大也会对相邻磁性传感器件或电磁致动器带来磁干扰问题,这导致音圈马达在大载重的电子设备自动对焦应用场景受限。压电马达(又称超声波电机),因其具有响应快、功率密度大、载重大、无磁干扰等特性优点,逐步成为研究的热点,以满足未来手机摄像模组的对焦技术需求。而现有的压电马达,由于其结构设计制约,目前还无法满足摄像模组对于大行程自动对焦的要求。
发明内容
本申请提供了一种压电马达、摄像模组和电子设备,以提高摄像模组的自动对焦行程。
第一方面,本申请提供一种压电马达,该压电马达包括基座、移动载体和驱动机构;其中,基座具有安装槽;移动载体设于安装槽内并与基座周向固定,移动载体设有第一通孔,移动载体沿第一通孔的轴向与基座滑动连接;驱动机构用于驱动移动载体沿第一通孔的轴向相对于基座发生往复运动,驱动机构包括摩擦件、驱动单元和弹性连接件,摩擦件设于移动载体的周侧表面;驱动单元包括连接组件和与连接组件连接的压电振子,连接组件与基座连接,压电振子设有驱动部;压电振子动作时,驱动部能够沿第一通孔的轴向往复运动;弹性连接件能够提供在垂直于第一通孔的轴向方向内使驱动部与摩擦件抵接的预压力,以使驱动部振动时通过摩擦件带动移动载体沿第一通孔的轴向往复运动。对压电振子施加第一电信号,移动载体在驱动部的带动下沿第一方向运动;然后对压电振子施加第二电信号,驱动部向第二方向运动,移动载体在惯性运动的作用下先沿第一方向减速运动然后再随驱动部一并向第二方向运动,其中,第一方向和第二方向相反,第一电信号和第二电信号的加载时间不同。
本申请的压电马达,移动载体相对于基座能够在第一通孔的轴向方向滑动,压电振子通过连接组件与基座连接,压电振子的驱动部在弹性连接件的作用在与移动载体周侧表面的摩擦件抵接,当压电振子动作时驱动部可沿第一通孔的轴向发生往复运动,从而在带动移动载体沿第一通孔的轴向方向往复运动。由于驱动部与摩擦件之间通过弹性连接件实现弹性抵接,而非刚性抵接,因此,驱动部可实现更大幅度的振幅,减少刚性抵接情况下移动载体对于驱动部振幅的影响,进而可提高压电马达的自动对焦行程。
在一种可能的实现方式,移动载体与基座之间通过导向部滑动连接,以减少摩擦阻力。
在一种可能的实现方式,导向部包括设于移动载体的第一槽体、设于基座的第二槽体以及滑动连接件,第一槽体和第二槽体相对设置,且第一槽体和第二槽体共同构成一柱状容纳槽,滑动连接件设于柱状容纳槽内,以提高滑动连接的稳定性。
在一种可能的实现方式,滑动连接件为滚珠,滚珠位于柱状容纳槽内,且第二槽体在柱状容纳槽的开口处设有用于防止滚珠滑出的挡板。利用滚珠作为滑动连接件,可为减少移动载体和基座之间的摩擦阻力,便于滑动。
在一种可能的实现方式,柱状容纳槽内的滚珠为多个,多个滚珠沿第一通孔的轴向依次设置,且柱状容纳槽内,位于柱状容纳槽底部以及顶部的滚珠的直径大于柱状容纳槽内的剩余的滚珠的直径。同一柱状同纳槽内的多个滚珠,靠近柱状容纳槽底部和顶部的滚珠作为接触滚珠,起到滑动支撑的作用,剩余的滚珠可起到导向作用。
在一种可能的实现方式,滑动连接件为滑杆,滑杆与基座固定连接,第一槽体的表面设有用于与滑杆连接的滑接部。其中,滑接部的用于与滑杆接触的表面可为弧面。通过设置滑接部,可减少移动载体与滑杆的接触面积,减少移动阻力。
在一种可能的实现方式,导向部至少为两个,例如可为偶数,且导向部沿预压力的方向对称分布,预压力的方向沿第一通孔的径向方向设置。这样,两侧导向部中的滑动连接件的受力相同,可平衡移动载体的受力,使其运动更平稳。在一种可选的实现方式中,导向部为四个,四个导向部两两一组,任一组导向部中的两个滑动连接件的连线与预压力的方向垂直。当滑动连接件为滚珠时,其中至少一组柱状容纳槽底部以及顶部的滚珠与柱状容纳槽的槽壁之间距离小于等于5μm,以使移动载体在滑动中保持较好的稳定性。
在一种可能的实现方式,以驱动部与摩擦件之间的抵接点为基准点,沿第一通孔的周向,至少两个导向部设于距离基准点的距离介于1/5圆周至1/2圆周之间。导向部靠近驱动部和摩擦件设置,摩擦驱动力产生的力矩较小,可提升压电马达整体结构的力学稳定性。
在一种可能的实现方式,压电马达还包括磁吸组件,在预压力的方向,磁吸组件能够在移动载体施加与驱动单元施加于移动载体的力矩相反的力矩。在一种可能的实现方式,磁吸组件包括磁石和磁片,磁石和磁片中的一个设于基座,另一个设于移动载体。磁吸组件可提供倾斜矫正力,产生的磁吸力矩可克服重力和摩擦驱动力产生的合力矩,以增强整个压电马达的力学平衡性。此外磁吸力还可避免不同载重引起的驱动单元预压力波动,从而维持驱动单元输出稳定。
在一种可选的实现方式中,弹性连接件设于移动载体和摩擦件之间,弹性连接件处于蓄力状态以在垂直于第一通孔的轴向方向为摩擦件提供靠近驱动部的作用力,使摩擦件与驱动部抵接。其中,弹性连接件包括弹片,移动载体的外周面设有避让槽,弹片固定于避让槽的槽口,弹片处于蓄力状态时向避让槽内弯曲。发生形变的弹片可使摩擦件和驱动部始终保持抵接的状态。
在一种可选的实现方式中,连接组件包括竖板,竖板与基座垂直且与基座固定连接,压电振子与竖板固定连接。其中,竖板可设于压电振子的背离驱动部的一侧,以方便安装固定。
在一种可选的实现方式中,弹性连接件设于基座与驱动单元之间,弹性连接件处于蓄力状态以在垂直于第一通孔的轴向方向为驱动部提供靠近摩擦件的作用力,使驱动部与摩擦件抵接。弹性连接件设于基座和驱动单元之间,在摩擦件的尺寸可不受弹性连接件的限制,可进一步提高压电马达的驱动行程。
在一种可选的实现方式中,连接组件包括第一连接臂,第一连接臂的一端与压电振子连接,另一端与基座连接;弹性连接件包括簧丝,簧丝的一端与压电振子连接,另一端与基座连接;第一连接臂和弹性连接件分别设于压电振子的驱动部的两侧。通过调整簧丝和第一连接臂的设置位置,利用簧丝的弹力,可使驱动部与摩擦件抵接。
在一种可选的实现方式中,第一连接臂与基座铰接。其中,可选地,第一连接臂的用于基座连接的一端设有铰接槽,基座设有与铰接槽相配合的铰接柱。这样,可方便调整第一连接臂和基座之间的连接位置,进而调整弹性连接件使驱动部和摩擦件抵接。
在一种可选的实现方式中,弹性连接件还包括与簧丝连接的第二连接臂,簧丝通过第二连接臂与基座连接。其中,可选地,第二连接臂用于与基座连接的一端设有固定孔,基座设有与固定孔配合连接的凸起柱。该结构方便安装固定弹性连接件。
在一种可选的实现方式中,连接组件包括竖板和与竖板固定连接的底板,压电振子与竖板连接,基座和底板沿预压力方向滑动连接,弹性连接件设于基座和底板之间,且弹性连接件处于受拉状态以通过底板使驱动部与摩擦件抵接。其中,弹性连接件包括第一端部、第二端部以及设于第一端部和第二端部之间的蛇形簧片或弓形簧片,第一端部包括与基座连接的连接部,第二端部与底板连接。
在一种可选的实现方式中,第一端部还包括压片,底板设有与压片配合的受压凸起部,压片对受压凸起部施加朝向基座的作用力。通过在底板上施加朝向基座的作用力,可避免压电振子在预压力的作用下发生倾斜。
在一种可选的实现方式中,基座设有导向块,底板设有与导向块相配合的导向槽;或,基座设有导向槽,底板设有与导向槽相配合的导向块,这样可方便基座和底板的装配,使两者只在预压力的方向发生相对位移。
在一种可选的实现方式中,压电振子包括承载板和设于承载板两侧表面的压电陶瓷片,承载板的板面与第一通孔的轴向垂直。压电陶瓷片在电信号的作用下发生形变,从而带动承载板发生形变,以使驱动部发生振动。
在一种可选的实现方式中,驱动部为设于承载板的第一凸起部。其中,第一凸起部可为三角悬臂,三角悬臂的用于与摩擦件抵接的抵接面为曲面或平面,例如可为凸起的弧面。
在一种可选的实现方式中,第一凸起部设有开孔,开孔在第一通孔的轴向方向贯穿第一凸起部。通过设置开孔,可放大驱动部的振幅,进而可提高压电马达的输出力。
在一种可选的实现方式中,支撑板为矩形结构,驱动部设于支撑板的第一侧边,支撑板的背离驱动部的第二侧边设有横梁,横梁与支撑板的连接点为支撑板的振动节点。横梁和支撑板的连接点设置在振动节点,可减少横梁对压电振子振动的影响,有利于提升压电振子的输出性能。
在一种可选的实现方式中,横梁设有缺口。通过设置缺口,可减少横梁的不利振动,减少振动能量损耗,提高压电振子的输出性能。
在一种可选的实现方式中,支撑板还设有第二凸起部和第三凸起部,第二凸起部和第三凸起部沿第一侧边的方向对称设于第一凸起部的两侧。第二凸起部和第三凸起部可作为压电振子的配重,以平衡驱动部一侧和横梁一侧的重量,进而提高驱动部的振幅。
在一种可选的实现方式中,压电马达还包括柔性电路板,压电陶瓷片的正极和负极均与柔性电路板连接。
在一种示例性实现方式中,压电陶瓷片的正极和负极中的一个自承载板引出,另一个设于压电陶瓷板的背离支撑板的表面。
在一种示例性实现方式中,压电陶瓷片的正极和负极均自压电陶瓷片的背离支撑板的表面引出。
在一种示例性实现方式中,柔性电路板分别与支撑板的两个压电陶瓷片的背离支撑板的表面接触。
第二方面,本申请提供一种摄像模组,该摄像模组包括镜头组件、图像传感器和本申请第一方面的压电马达,基座的安装槽为通槽且与第一通孔共轴线设置,第一通孔沿其轴向分为入光侧和出光侧,镜头组件在入光侧设于第一通孔内并与移动载体连接,图像传感器设于出光侧并与基座固定连接。
本申请的摄像模组由于具有本申请第一方面的驱动马达,因此,该摄像模组具有自动对焦行程大、对焦精度高以及对焦速度快的优点。
第三方面,本申请提供一种电子设备,包括第二方面的摄像模组。
其中,电子设备包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、手表、摄像头等设备。
上述第二方面和第三方面可以达到的技术效果,可以参照上述第一方面中的相应效果描述,这里不再重复赘述。
附图说明
图1为一种实施例电子设备的结构示意图;
图2为一种实施例摄像模组的结构示意图;
图3为一种实施例的压电马达的分解结构示意图;
图4为一种实施例的基座的结构示意图;
图5为一种实施例的移动载体的结构示意图;
图6为一种实施例的压电马达的结构示意图;
图7为图6所示结构中A-A处的剖面结构示意图;
图8为一种实施例的驱动机构和移动载体连接处的结构示意图;
图9为图8中B处的放大结构示意图;
图10为另一种实施例的压电马达的结构示意图;
图11为一种实施例的驱动机构和移动载体连接处的结构示意图;
图12为一种实施例的驱动单元的结构示意图;
图13为另一种压电马达的驱动机构的连接结构示意图;
图14为沿图13中B-B的剖面结构示意图;
图15为一种实施例中底板与基座的连接结构示意图;
图16为一种实施例的弹性连接件的结构示意图;
图17为一种实施例的压电振子的结构示意图;
图18为一种实施例的压电振子的分解结构示意图;
图19为另一种实施例的压电振子的结构示意图;
图20为另一种实施例的压电振子的结构示意图;
图21为另一种实施例的压电振子的结构示意图;
图22为一种实施例压电振子的振动模态示意图;
图23为一种实施例压电振子的电极连接关系图;
图24为另一种实施例压电振子的电极连接关系图;
图25为一种实施例的压电振子与柔性电路板的连接结构示意图;
图26为一种实施例导向部的装配结构示意图;
图27为一种实施例移动载体的第一槽体处的结构示意图;
图28为本申请另一种实施例的导向部的结构示意图;
图29为图28所示结构中导向部与移动载体的接触结构示意图;
图30为一种实施例的压电马达的结构示意图;
图31为另一种实施例压电马达的结构示意图;
图32为另一种实施例压电马达的结构示意图;
图33为一种实施例的施加于压电振子的正负极上的A相和B相信号示意图;
图34为施加于压电振子的合成后的驱动信号的波形示意图;
图35为另一种实施例的施加于压电振子的正负极上的A相和B相信号示意图;
图36为施加于压电振子的合成后的驱动信号的波形示意图;
图37为一种实施例的施加于压电振子上的三角波信号示意图。
附图标记:
001-电子设备;01-壳体;02-处理器;03-摄像模组;10-镜头组件;20-压电马达;
21-基座;211-安装槽;212-第一限位部;213-铰接柱;214-凸起柱;215-导向块;
22-移动载体;221-第一通孔;222-第二限位部;223-避让槽;23-驱动机构;
31-摩擦件;32-驱动单元;321-连接组件;3211-竖板;3212-第一连接臂;3212a-铰接槽;
3213-底板;3213a-导向槽;3214-受压凸起部;322-压电振子;323-驱动部;
33-弹性连接件;331-簧丝;332-第二连接臂;333-固定孔;334-第一端部;3341-连接部;
3342-压片;335-第二端部;336-曲形簧片;24-外盖;25-柔性电路板;26-位置传感器;
41-承载板;41a-第一侧边;41b-第二侧边;41c-第三侧边;41d-第四侧边;41e-第一表面;
41f-第二表面;411-开孔;412-连接件;413-横梁;414-缺口;415-第二凸起部;
416-第三凸起部;42-压电陶瓷片;43-粘结层;44-绝缘带;
51-导向部;511-第一槽体;512-第二槽体;513-滚珠;514-挡板;515-滑杆;516-滑接部;
61-磁吸组件;611-磁石;612-磁片。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的,而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样,单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式,除非其上下文中明确地有相反指示。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
为方便理解本申请的压电马达,下面先对其应用场景做解释说明。
压电马达可用于电子设备的摄像模组中。其中,电子设备包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、电话手表、移动摄像装置等。图1为一种电子设备的结构示意图,以手机为例,该电子设备001可包括壳体01和置于壳体内部的处理器02、显示模组(图中未示出)和摄像模组03,除此之外,还可包括图中未示出的扬声器、受话筒、天线、麦克风等部件。壳体01还分为前盖板和后盖板,壳体01的前盖板和后盖板均可设置摄像模组03,以后盖板为例,后盖板上设有摄像孔,摄像模组03设于壳体01的内,并通过后盖板的摄像孔采集光线,进行图像的拍摄。摄像模组03和显示模组均与处理器02电连接,处理器02控制摄像模组03进行拍摄,摄像模组03将采集的图像信息传递给处理器02,并在显示模组中进行图像的显示。
以下将结合图2对摄像模组的结构做解释说明。图2为一种摄像模组的结构示意图,图2所示摄像模组03可作为电子设备的前置摄像头,也可为作为电子设备的后置摄像头,在此不做严格的限定。如图2所示,在一些实施例中,该摄像模组03可包括镜头组件10和压电马达20,镜头组件10安装于压电马达20的入光侧,压电马达20可驱动镜头组件10沿镜头组件10的光轴方向往复运动,从而实现摄像模组03的自动对焦。
其中,摄像模组03还包括图像传感器(图中未示出)和电路板(图中未示出),图像传感器可固定于电路板且与电路板电连接,电路板可与压电马达20固定连接,其中,电路板设于压电马达20的出光侧。图像传感器用于接收自镜头组件10汇聚的光信号,并将光信号转换为电信号,形成的电信号可通过电路板传输至电子设备的处理器。
以下将结合图3对压电马达的结构做解释说明。图3为一种实施例的压电马达的分解结构示意图,如图3所示,在一些实施例中,压电马达20可包括基座21、移动载体22和驱动机构23,除此之外,压电马达20还可包括外盖24,外盖24和基座21固定连接,外盖24和基座21共同构成压电马达20的外壳。移动载体22和驱动机构23均设于压电马达20的外壳内部。外盖24和基座21可采用卡扣连接、粘结、焊接、紧固件连接等多种方式进行固定,在此不做具体的限定。
以下将结合图3和图4对压电马达的基座做解释说明。图4为一种实施例的基座的结构示意图,如图4所示,基座21设有安装槽211,以用于装配移动载体22。其中,基座21的安装槽211为通槽,该通槽的轴线可与镜头组件的光轴(图3中所示z方向)重合。基座21的外形可为方形结构、矩形结构、圆形结构或其他结构,在此不做具体的限定。在本申请一种实施例中,基座21的外形选为方形结构,以方便加工制作和安装,且有利于压电马达的结构平衡。其中,基座21的安装槽211内设有第一限位部212,第一限位部212可为设置安装槽211侧壁的限位块。在将移动载体22装配于安装槽211后,可利用该第一限位部212可限制移动载体22和基座21在周向发生相对运动。
以下将结合图3至图5对压电马达的移动载体做解释说明。图5为一种实施例的移动载体的结构示意图,如图3至图5所示,在一些实施例中,移动载体22装配于基座21的安装槽211内,移动载体22设有第一通孔221,第一通孔221的轴线与镜头组件的光轴同轴设置。移动载体22的外周面设有与第一限位部212相配合的第二限位部222,第二限位部222可为与限位块相配合的限位槽,第一限位部212和第二限位部222配合后可在移动载体22的周向使移动载体22和基座21保持相对静止,使两者之间在周向固定。
其中,结合图3和图5,移动载体22和基座21在第一通孔221的轴向,即在图3所示z向是可发生相对位移的,两者在第一通孔221的轴向滑动连接。由此,移动载体22可在驱动机构23的作用下与基座21在z向发生往复运动。
以下将结合图6至图16对几种形式的驱动机构做解释说明。
图6至图9为一种实施例的压电马达的结构示意图。具体的,图6为一种实施例的压电马达的结构示意图,图7为图6所示结构中A-A处的剖面结构示意图,图8为一种实施例的驱动机构和移动载体连接处的结构示意图,图9为图8中B处的放大结构示意图。
参照图6和图7所示,在一种实施例中,当基座21为方形结构时,驱动机构23可设于基座21的一个角处,以充分利用基座21的安装空间,减少压电马达20的尺寸。
参照图8和图9,驱动机构23可包括摩擦件31、驱动单元32和弹性连接件33。在一种实施例中,弹性连接件33可为弹片,也可为泡棉或弹簧等弹性体。为方便连接,本申请实施例中弹性连接件33为弹片,弹片可设于移动载体22和摩擦件31之间,弹片可与移动载体22固定连接,此时,摩擦件31可通过弹片与移动载体22固定连接。其中,移动载体22的外周面与摩擦件31对应的部位设有避让槽223,弹片搭设在避让槽223的槽口处,弹片在受力后可朝向避让槽223内发生弯曲。
继续参照图8和图9,在一种实施例中,驱动单元32可包括连接组件321和与连接组件321连接的压电振子322,其中,一并参照图6至图9,连接组件321可与基座21连接,用于固定压电振子322。压电振子322设有驱动部323,压电振子322动作时,驱动部323能够沿移动载体22的第一通孔的轴向(即图6中所示z向)往复运动。对于压电振子322结构和振动原理将在后面做解释说明,以下先对摩擦件31、驱动单元32和弹性连接件33的相互连接关系做解释说明。
如图7和图9所示,连接组件321可包括竖板3211,竖板3211与基座21固定连接。竖板3211可与基座21采用焊接、粘接、卡接等方式进行固定连接。其中,竖板3211的板面可与基座21垂直,并且竖板3211设于压电振子322背离驱动部323的一侧。
继续参照图6至图9,压电振子322的驱动部323用于与摩擦件31抵接。该驱动机构23中,将竖板3211与基座21固定后,驱动部323将对摩擦件31施加一定的挤压力,在该挤压力的作用下,弹性连接件33将发生一定的形变,此时,弹性连接件33处于蓄力状态,以在垂直于第一通孔221的轴向方向(即图6中所示x方向)为摩擦件31提供靠近驱动部323的作用力,使摩擦件31与驱动部323抵接。其中,由驱动部323施加在摩擦件31的预压力在第一通孔221的径向方向(即图6中所示x向的反方向)。通过施加预压力,可使摩擦件31和驱动部323之间始终保持抵接,这样,当驱动部323运动时可通过摩擦件31带动移动载体22沿z向往复运动。该驱动机构23可实现大于2mm的大行程自动对焦,同时,驱动机构23可依靠摩擦实现自锁。
参照图8和图9,可以理解的是,当弹性连接件33为弹片时,该弹片在z向和y向(即弹片的平面方向)需具有较大的刚度,并且需具有较大的扭转刚度,以防止弹片在运动中出现扭转,同时,该弹片需要在x向具有较小的刚度,以使弹片产生足够的弹性形变从而为驱动部323和摩擦件31的抵接提供作用力。
以下结合图10至图12对另一种驱动机构的压电马达进行说明。
图10为另一种实施例的压电马达的结构示意图,图11为驱动机构和移动载体连接处的结构示意图,图12为一种实施例的驱动单元的结构示意图。如图10和图11所示,摩擦件31可为刚性摩擦板,该摩擦板可直接固定于移动载体22,例如可固定于移动载体22周侧面的避让槽223内。其中,驱动单元32的连接组件321可包括第一连接臂3212,第一连接臂3212的一端与压电振子322连接,另一端与基座21连接。一并参照图12,其中,第一连接臂3212的用于基座21连接的一端设有铰接槽3212a,基座21设有与铰接槽3212a相配合的铰接柱213,通过铰接槽3212a和铰接柱213,可实现第一连接臂3212和基座21的铰接。
如图11和图12所示,弹性连接件33可包括簧丝331,簧丝331的一端与压电振子322连接,另一端与基座21连接。继续参照图11,在一种实施例中,弹性连接件33还可包括第二连接臂332,簧丝331通过第二连接臂332与基座21连接。其中,第二连接臂332用于与基座21连接的一端设有固定孔333,基座21设有与固定孔333配合连接的凸起柱214。
参照图11和图12,第一连接臂3212和弹性连接件33分别设于驱动部323的两侧。作为弹性连接件33和基座21连接,连接后,弹性连接件33处于蓄力状态,弹性连接件33可在图11中所示x方向为驱动部323提供靠近摩擦件31的作用力,使驱动部323与摩擦件31抵接。
该驱动机构可实现大于5mm的超大行程自动对焦,驱动机构可依靠摩擦实现自锁。在摄像模组中,驱动机构施加的预压力一般是重力的数十倍,产生的静摩擦力也在重力的数十倍以上,从而锁住移动载体的位置,实现在运动场景拍摄中抗震颤的能力。
以下结合图13至图16对另一种驱动机构的压电马达进行说明。
图13为另一种压电马达的驱动机构的连接结构示意图,图14为沿图13中B-B的剖面结构示意图。如图13和图14所示,在一些实施例中,摩擦件31可为刚性摩擦板,该摩擦板可直接固定于移动载体22的外周面。驱动单元32中的驱动部323与摩擦件31抵接,驱动单元32中的连接组件321可包括竖板3211和底板3213,其中,压电振子322与竖板3211固定连接。竖板3211与基座21垂直连接,底板3213与基座21平行设置,竖板3211和底板3213固定连接,底板3213与基座21在驱动部323和摩擦件31的抵接方向(如图中所示x方向)滑动连接。
图15为一种实施例中底板与基座的连接结构示意图,如图15所示,基座21和底板3213中的一个可设置导向块215,另一个可设置导向槽3213a,以使底板3213在基座21上实现滑动连接。例如,基座21设有导向块215,底板3213设有与导向块215相配合的导向槽3213a;或,基座21设有导向槽,底板3213设有与导向槽相配合的导向块。另外,通过设置导向块215和导向槽3213a,还可对底板3213的滑动起到限位作用,使其在一定范围内在基座21上产生滑动。
如图15所示,弹性连接件33设于基座21和底板3213之间,弹性连接件33的一端可与基座21固定连接,另一端可与底板3213固定连接,一并参照图14,驱动部323和摩擦件31抵接时,弹性连接件33处于受拉状态,从而在驱动部323和摩擦件31上施压一定的预压力。
图16为一种实施例的弹性连接件的结构示意图,如图16所示,在一种实施例中,弹性连接件33包括第一端部334、第二端部335以及设于第一端部334和第二端部335之间的曲形簧片336,例如可为蛇形簧片或弓形簧片,弓形簧片或蛇形簧片在预压力的方向对称设置,以提高受力的均匀性。
如图15和图16所示,第一端部334包括与基座21连接的连接部3341,连接部3341的数量可为多个,例如两个、三个或四个等等,在本申请一种实施例中,连接部3341的数量为两个,且两个连接部3341分别设于底板3213的两侧,与基座21固定连接。连接部3341与基座21之间可通过卡接、焊接或粘结等方式进行固定。连接部3341与基座21固定后,蛇形簧片或弓形簧片压设在底板3213表面。第二端部335与蛇形簧片或弓形簧片的端部连接,其中,第二端部335可为土字型或T字型结构,第二端部335与底板3213固定连接。可以理解的是,底板3213上还可设置与土字型或T字型结构相配合的固定槽,以固定第二端部335。
继续参照图15和图16,在一种实施例中,第一端部334还包括压片3342,压片3342设于两个连接部3341之间,同时,底板3213设有与压片3342配合的受压凸起部3214,压片3342对受压凸起部3214施加朝向基座21的作用力。这样,一并参照图14,当驱动部323受到摩擦件31的反作用力产生向上的翻转力矩时,压片3342在受压凸起部3214施加的作用力可产生相反的力矩,从而保持驱动机构的稳定性。其中,压片3342可与蛇形簧片或弓形簧片为一体式结构,也可为分体式结构,在此不做具体的限定。
以上对驱动机构23中的驱动单元32、摩擦件31和弹性连接件33的具体连接方式了几种示例性说明,以下将对驱动单元32的工作原理做解释说明。其中,驱动单元32采用压电驱动技术实现驱动,具体的,驱动单元32中的压电振子322基于压电材料的逆压电效应,通过施加于压电材料的控制电信号,使压电材料产生机械变形,当施加周期性的电信号后,压电材料可随施加的周期性电信号产生周期性的形变,从而产生周期性的运动。示例性地,压电材料可以为无机压电材料,如压电晶体、压电陶瓷,也可以为有机压电材料,如聚偏氟乙烯,本申请不对压电材料的类型进行严格限定。其中,逆压电效应是指当在电介质的极化方向施加电场,这些电介质就在一定方向上产生机械变形或机械压力,当外加电场撤去时,这些变形或应力也随之消失。一些实施例中,当压电材料不通电(电流为0,或者电流很小)时,压电材料处于初始状态;当压电材料通入正电流时,压电材料延展,处于伸长状态;当压电材料通入负电流时,压电材料收缩,处于缩短状态。也即,压电材料会依据施加的电信号发生形变,当电信号为交变信号时,压电材料会发生循环的伸缩动作。
以下将结合图17至图25对驱动单元中的压电振子的结构以及运动原理做进一步详细说明。
图17为一种压电振子的结构示意图,图18为压电振子的分解结构示意图,如图17和图18所示,在一种实施例中,压电振子322包括承载板41和压电陶瓷片42,其中,承载板41和压电陶瓷片42之间例如可通过粘结层43粘结,粘结层43例如可为环氧树脂层或导电胶层等。其中,承载板41为板状结构,例如可为矩形板结构,承载板41可为金属板,具有一定的刚度,可满足固定压电陶瓷片42和实现振动的需求。承载板41的两个长边分别为第一侧边41a和第二侧边41b,两个短边分别为第三侧边41c和第四侧边41d。承载板41包括第一表面41e和第二表面41f,且第一表面41e和第二表面41f均与基座平行。
参照图17和图18,在一种实施例中,压电振子322的驱动部323为自承载板41的第一侧边41a向外凸起形成的第一凸起部,该第一凸起部沿第一侧边41a的中垂线对称设置。其中,第一凸起部可为三角悬臂,该三角悬臂的用于与摩擦件抵接的抵接面可为曲面或平面,其中,当抵接面为曲面时,可为凹曲面或凸曲面。在一些实施例中,驱动部323的用于与摩擦件抵接的抵接面为凸弧面,以便更好地与摩擦件接触。
继续参照图17和图18,在一些实施例中,驱动部323可设置开孔411,开孔411可为沿第一通孔的轴向方向贯穿驱动部的第二通孔。其中,驱动部323的开孔411的形状可为圆形、方向或三角形等开孔411,在此不做具体的限定。通过设置开孔411,可放大驱动部323的振幅。
图19为另一种压电振子的结构示意图,如图19所示,该压电振子与图17所示压电振子的区别在于,承载板41的第二侧边41b设置连接件412,该连接件412用于与驱动单元的连接组件连接。其中,连接件412可为自承载板41的第二侧边41b向外延伸形成的插接部,插接部的数量可为两个,每个插接部在第二侧边41b与承载板41的连接点为可为承载板41的振动节点,压电振子322与连接组件连接后可减少连接组件对压电振子322振动的影响。
图20为另一种压电振子的结构示意图,如图20所示,该压电振子与图17所示压电振子的区别在于,承载板41的第二侧边41b一侧可设置横梁413,横梁413与第二侧边41b的连接点为承载板41的振动节点。将横梁413与承载板41的连接点设于承载板41的振动节点,可使连接组件与压电振子322的之间的夹持作用力作用在振动节点处,进而可使降低连接组件对压电振子322振动的影响,提升压电振子322的输出性能。继续参照图20,在一些实施例中,可在横梁413上设置缺口414,以减少横梁413的不利振动。其中,可以理解的是,横梁413以及缺口414可沿第二侧边41b的中垂线对称设置,以使横梁413的重量沿第二侧边41b的中垂线对称分布。其中,横梁413上可设置的连接件412(例如插接部),利用连接件412与连接组件(例如竖板)连接。
继续参照图20,承载板41还设有第二凸起部415和第三凸起部416,其中,第二凸起部415和第三凸起部416沿第一侧边41a的中垂线对称设于驱动部323的两侧。第二凸起部415和第三凸起部416作为配重设置在驱动部323的两侧,可平衡横梁413的重量,使承载板41的第一侧边41a的总重量和第二侧边41b的总重量相近或相等,进而可提高驱动部323的振幅。其中,第二凸起部415和第三凸起部416可全部设置在承载板41的第一侧边41a,可由承载板41的第一侧边41a的向外凸出形成。
图21为另一种压电振子的结构示意图,与图20所示压电振子的区别在于,第二凸起部415和第三凸起部416的设置位置不同。当第二凸起部415和第三凸起部416的尺寸较大无法全部设置在承载板41的第一侧边41a时,第二凸起部415和第三凸起部416还可设置在承载板41的第三侧边41c和第四侧边41d,以充分利用承载板41的空间。其中,图20和图21仅为第二凸起部415和第三凸起部416的示例性说明,第二凸起部415和第三凸起部416的形状以及具体设置位置在本申请中不做具体的限定,只要能够使承载板41的第一侧边41a一侧和第二侧边41b一侧的重量尽量保持平衡即可。
参照图17和图18,承载板41的第一表面41e和第二表面41f均可设置压电陶瓷片42,压电陶瓷片42的数量可为两个,任一压电陶瓷片42可为单层压电陶瓷,也可为多层压电陶瓷,两个压电陶瓷片42分别设于承载板41的第一表面41e和第二表面41f且与承载板41平行设置。压电陶瓷片42可通过环氧树脂、导电胶等粘结于承载板41。其中,两个压电陶瓷片42可为形变方向相反的两个压电陶瓷片42,例如,当对两个压电陶瓷片42施加第一电信号时,其中一个压电陶瓷片42延展,处于伸长状态,另一个压电陶瓷片42收缩,处于缩短状态,这样,可以使压电振子产生弯曲振动。
图22为一种压电振子的振动模态示意图,以图22所示方向为例,且一并参照图17,承载板41的上下表面分别设置一个压电陶瓷片42,压电陶瓷片42的极化方向例如可为垂直于承载板的方向,当对压电陶瓷片42施加第一电信号时,承载板41上方的压电陶瓷片42处于收缩状态,承载板41下方的压电陶瓷片42处于伸长状态,压电振子322整体向上弯曲,从而带动驱动部323沿第一方向发生位移;当对压电陶瓷片42施加第二电信号时,承载板41上方的压电陶瓷片42处于伸长状态,承载板41下方的压电陶瓷片42处于收缩状态,压电振子322整体可向下弯曲,从而带动驱动部323沿第二方向发生位移。
如上,压电振子322振动时需要施加电信号,因此,压电振子322的电极需要与外部电路连接,本申请中,一并参照图3,压电马达20中可设置柔性电路板25,通过柔性电路板25作为压电振子322与外部电路的电连接桥梁,在压电陶瓷片42施加电信号,实现压电振子322的振动。
图23为一种压电振子的电极连接关系图,如图23所示,每个压电陶瓷片42可设有两个电极,正极和负极,其中一个电极设于压电陶瓷片42的靠近承载板41的一侧表面(以下称为内侧面),另一个电极设于压电陶瓷片42的背离承载板41的一侧表面(以下称为外侧面)。每个压电陶瓷片42的正极和负极中的一个可通过承载板41引出,另一个电极可自压电陶瓷片42外表面引出,例如压电陶瓷片42的负极可由承载板41引出,压电陶瓷片42的正极可由压电陶瓷片42外表面引出。当利用承载板41引出电极时,承载板41和压电陶瓷片42的内表面之间可通过导电胶或环氧树脂胶粘结。可以理解的是,图24中所示的正极和负极的位置仅为示例性说明,两电极的位置可互换。
图24为另一种压电振子的电极连接关系图,如图24所示,在一种实施例中,可通过电极延覆将压电陶瓷片42的内表面的电极引出至压电陶瓷片42的外表面,例如通过在压电陶瓷片的一个或者两个短边侧面覆电极,将内侧面的电极引出至压电陶瓷片42的外表面,两短边对称地做电极延覆可以保证结构的对称性,在进行电路连接时可直接与外表面的正极和负极进行连接。其中,压电陶瓷片42的正极和负极均设于外表面时,正极和负极之间的陶瓷表面不覆电极,保证一定的绝缘距离,例如可压电陶瓷片42的外表面设置绝缘带44,绝缘带44例如可为设于压电陶瓷片42外表面的绝缘隔离层或绝缘隔离槽,防止正极和负极之间出现短路。其中,图24中所示的正极和负极的位置仅为示例性说明,两电极的位置可互换。在进行电路连接时,压电振子可通过柔性电路板25(参照图4)与外部电路连接。其中,一并参照图3,柔性电路板25可固定于基座21,压电振子322的正极和负极可分别通过表面贴装技术或各项异性导电胶膜等方式与柔性电路板25连接。
图25为一种实施例的压电振子与柔性电路板的连接结构示意图,如图25所示,当压电陶瓷片42的正极和负极均自压电陶瓷片42的外表面引出时,柔性电路板25可包覆在压电陶瓷片42的外表面,此时,柔性电路板25的用于与压电振子电极连接的部位可设置电连接点以使两者进行电连接。该连接方式尤其可适用于压电陶瓷片42的外表面同时设置正极和负极的情况,这样,方便连接,可节约压电振子至柔性电路板25的连接线,且连接更为牢固。
其中,柔性电路板25可作为压电振子与外部电路的连接桥梁,其还可与电子设备的控制器连接,用于发送驱动压电振子振动的电信号。一并参照图3,本申请的压电马达20还可包括位置传感器26,位置传感器26可与柔性电路板25连接,位置传感器26用于感应移动载体与基座的相对位置,以将检测的信号通过柔性电路板25传递至电子设备的控制器,由控制器控制是否需要驱动移动载体移动,并确定移动量。其中,位置传感器可为感应磁石。
以上对驱动机构的结构以及驱动原理做了解释说明,其中,驱动机构通过驱动部和摩擦件之间的摩擦耦合作用输出驱动力,从而带动移动载体发生移动。以下将对移动载体与基座的轴向装配关系做解释说明。
参照图26,为维持移动载体22在运动过程中的稳定性,且减少移动载体22和基座21之间的摩擦力,移动载体22和基座21之间可通过导向部51滑动连接。下面将结合图26至图32对移动载体和基座之间的导向部51做解释说明。
继续参照图26,在一种实施例中,导向部51可包括由移动载体22和基座21共同构成的柱状容纳槽以及设于柱状容纳槽内的滑动连接件。具体地,移动载体22的外周面可设置第一槽体511,基座21的安装槽的侧壁可设置第二槽体512,第一槽体511和第二槽体512相对设置,且可形成柱状容纳槽。滑动连接件设于柱状容纳槽内。
图27为移动载体的第一槽体处的结构示意图,参照图26和图27,在一种可选的实施例中,滑动连接件为滚珠513,且滚珠513的数量可为多个,多个滚珠513在柱状容纳槽内可沿柱状容纳槽的高度方向依次排列。在滑动过程中,为防止滚珠513脱离柱状容纳槽,第二槽体512的顶部可设置挡板514。其中,同一柱状容纳槽内的多个滚珠513,位于柱状容纳槽的顶部和底部的滚珠513的直径要大于其他滚珠513的直径,以减少移动载体22和基座21之间的接触点,减少滑动阻力。其中,位于柱状容纳槽底部以及顶部的滚珠513与柱状容纳槽的槽壁之间距离小于等于5μm,以使移动载体22在滑动中保持较好的稳定性。
图28为本申请另一种实施例的导向部的结构示意图,图29为图28所示结构中导向部与移动载体的接触结构示意图。如图28和图29所示,在一种实施例中,滑动连接件可为滑杆515,滑杆515与基座21固定连接,移动载体22的第一槽体511的表面设有用于与滑杆515滑动连接的凸起的滑接部516。其中,滑接部516的用于与滑杆515接触的表面(以下称为滑接面)为弧面或平面,当滑接部516的滑接面为弧面时,可为凹弧面,例如可为与滑杆515的表面相配合的凹面,也可为凸弧面,例如可为凸起的球面。当为凸起的球面时,可减少移动载体22和滑杆515之间的接触面,进而降低摩擦阻力。其中,可以理解的是,滑接部516的数量可为一个、两个或三个及以上,例如可选自两个或多个,具体的数量在此不做具体的限定,只要能够保证滑杆515与移动载体22之间能够稳定接触即可。
图30为一种实施例的压电马达的结构示意图,如图30所示,在一种实施例中,导向部51的设置数量可为多个,例如两个、三个、四个或更多个,优选地可为两个或四个或其他偶数个,其中,多个导向部51可沿预压力的方向(即图30中所示x方向)对称设置。其中,多个导向部51可两两为一组,任一组中两个导向部51的连线(连线位于图30中的y方向)与预压力方向垂直。这样,任一组中的导向部51的摩擦力相等,可保证预压力两侧的结构力学平衡,防止移动载体22绕预压力方向(如图30中所示x方向)出现转动。
继续参照图30,以摩擦件31与驱动机构23的抵接点基准点,沿第一通孔221的周向,至少有两个导向部51距离基准点的距离介于1/5圆周至1/2圆周之间。在压电马达的驱动过程中,驱动机构23施加在z向方向的驱动力会对移动载体22施加一个绕y轴的力矩,导向部51越靠近驱动机构23,力臂越小,产生的绕y轴的力矩也就越小,因此,导向部51靠近摩擦件31和驱动机构23的抵接点设置,可提升整体结构的力学稳定性。继续参照图30,在一种可选实施例中,导向部51的数量可为四个,可分为两组导向组,分别为主导向组和副导向组,其中,主导向组中的两个导向部51靠近驱动机构23和摩擦件31的抵接点设置,副导向组中的两个导向部51设于远离抵接点设置,这样,可进一步提高压电马达的结构稳定性,保证移动载体22平稳移动。其中,当滑动连接件为滚珠时,至少一组导向部51中,位于柱状容纳槽底部以及顶部的滚珠513与柱状容纳槽的槽壁之间距离小于等于5μm,以使移动载体22在滑动中保持较好的稳定性。
图31为一种压电马达的结构示意图,如图31所示,在一种实施例中,该压电马达还包括磁吸组件61,其中,磁吸组件61施加于导向部51的作用力与预压力施加于导向部51的作用力同向,这样,在预压力的方向,磁吸组件61能够在移动载体22上施加一力矩,该力矩与驱动机构23施加于移动载体22的力矩相反。
参照图31,在一种实施例中,磁吸组件61包括磁石611和磁片612,磁石611和磁片612中的一个设于基座21,另一个设于移动载体22。其中,磁吸组件61的数量可为一组,也可为两个,还可为多组。当磁吸组件61的数量为一组时,其可设于驱动机构23的对角处,磁吸组件61产生的磁吸力可与预压力的方向一致。
图32为另一种压电马达的结构示意图,如图32所示,当磁吸组件61为多组时,例如为两组时,两组磁吸组件61可分别设于预压力方向的两侧,两组磁吸组件61产生的合力可与预压力同向。磁吸组件61提供的磁吸力可形成倾斜矫正力,产生的磁吸力矩可克服重力矩、预压力矩、摩擦驱动力矩产生的转动力矩,达到维持架构平衡的目的。
以上分别对基座21、移动载体22和驱动机构23的结构和相互连接关系做了解释说明,以下将对整个压电马达的驱动过程做解释说明。
图33为一种实施例的施加于压电振子的正负极上的A相和B相信号示意图,图34为施加于压电振子的波形示意图。如图33所示,在压电振子的正负极中的一个施加A相脉冲信号,A相脉冲信号的占空比为x(x≠50%),在正负极中的另一个施加与A相同频的B相脉冲信号,B相脉冲信号的占空比为1-x,两个脉冲信号合成后的驱动信号为如图34所示的非对称的具有正负电压的方波信号。将图34所示驱动信号施加于压电振子后,移动载体可在压电振子的驱动下沿第一方向运动。具体的驱动过程如下:当施加于压电振子的电信号为第一电信号(V+)时,即图34中a阶段时域信号时,压电振子的驱动部将向朝向第一方向弯曲,此时可通过摩擦件带动移动载体向第一方向运动;当在压电振子上施加的电信号由第一电信号转变为第二电信号(V-),即图34中对应的b阶段时域信号的瞬间,压电振子的驱动部可向第二方向(其中,第二方向与第一方向相反)弯曲,此时,由于移动载体沿第一方向还具有一定的移动速度,因此,移动载体在惯性运动的作用下,还会朝第一方向移动一定的距离,在移动载体的运动速度为零后,再在驱动部的带动下向第二方向运动,如此往复。该驱动信号中,a阶段时域信号的加载时间大于b阶段时域信号的加载时间,因此,移动载体整体上会朝向第一方向运动。
图35为一种实施例的施加于压电振子的正负极上的A相和B相信号示意图,图36为施加于压电振子的波形示意图。如图35所示,在压电振子的正负极中的一个施加A相脉冲信号,A相脉冲信号的占空比为x(x≠50%),在正负极中的另一个施加与A相同频的B相脉冲信号,B相脉冲信号的占空比为1-x,两个脉冲信号合成后的驱动信号为如图36所示的非对称的方波信号。将图35所示驱动信号施加于压电振子后,移动载体可在压电振子的驱动下沿第二方向运动。具体的驱动过程如下:当施加于压电振子的电信号为第一电信号(V-)时,即图35中b阶段时域信号时,压电振子的驱动部将向朝向第二方向弯曲,此时可通过摩擦件带动移动载体向第二方向运动;当在压电振子上施加的电信号由第一电信号转变为第二电信号(V+),即图35中对应的a阶段时域信号的瞬间,压电振子的驱动部可向第一方向(其中,第一方向与第二方向相反)弯曲,此时,由于移动载体沿第二方向还具有一定的移动速度,因此,移动载体在惯性运动的作用下,还会朝第二方向移动一定的距离,在移动载体的运动速度为零后,再在驱动部的带动下向第一方向运动,如此往复。该驱动信号中,b阶段时域信号的加载时间大于a阶段时域信号的加载时间,因此,移动载体整体上会朝向第二方向运动。
另外,施加于压电振子上的信号除方波信号外还可为如图37所示的三角波信号,施加的三角波信号,其对称度≠50%。
如图37所示,该三角波信号同样包括a阶段时域信号和b阶段时域信号,当压电振子施加a阶段时域信号时,此时驱动部会带动移动载体朝第一方向运动;当由a阶段时域信号转变b阶段时域信号时,驱动部会沿第二方向回归运动,由于移动载体沿第一方向还具有一定的移动速度,因此,移动载体在惯性运动的作用下,还会朝第一方向移动一定的距离,在移动载体的运动速度为零后,再在驱动部的带动下向第一方向运动,如此往复。由于a阶段时域信号的加载时长大于b阶段时域信号的加载时长,因此,移动载体整体上会朝向第一方向运动。
在图37所示三角波信号中,当对调a阶段时域信号和b阶段时域信号的加载时长后,即可使a阶段时域信号的加载时长小于b阶段时域信号的加载时长,这样,移动载体整体上会朝向第二方向运动。
可以理解的是,上述两种驱动信号仅为示例性说明,只要在压电振子的两电极间施加周期内不具对称性的高频周期信号,即可激发压电振子的振动,并可实现移动载体的移动。
综上,本申请的压电马达可实现高精度、快响应、大行程(>5mm)、大载重(g级)、抗震颤甚至无震颤自动对焦,满足电子设备的使用需求。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (38)
1.一种压电马达,其特征在于,包括:基座、移动载体和驱动机构;其中,
所述基座具有安装槽;
所述移动载体设于所述安装槽内并与所述基座周向固定,所述移动载体设有第一通孔,所述移动载体沿所述第一通孔的轴向与所述基座滑动连接;
所述驱动机构用于驱动所述移动载体沿所述第一通孔的轴向往复运动,所述驱动机构包括摩擦件、驱动单元和弹性连接件;其中,
所述摩擦件设于所述移动载体的周侧表面;
所述驱动单元包括连接组件和与所述连接组件连接的压电振子,所述连接组件与所述基座连接,所述压电振子设有驱动部;所述压电振子动作时,所述驱动部能够沿所述第一通孔的轴向往复运动;
所述弹性连接件能够提供在垂直于所述第一通孔的轴向方向内使所述驱动部与所述摩擦件抵接的预压力,以使所述驱动部振动时通过所述摩擦件带动所述移动载体沿所述第一通孔的轴向往复运动;
对所述压电振子施加第一电信号,所述移动载体在所述驱动部的带动下沿第一方向运动;然后对所述压电振子施加第二电信号,所述驱动部向第二方向运动,所述移动载体在惯性运动的作用下先沿所述第一方向减速运动然后再随所述驱动部一并向所述第二方向运动,其中,所述第一方向和所述第二方向相反,所述第一电信号和所述第二电信号的加载时间不同。
2.根据权利要求1所述的压电马达,其特征在于,所述移动载体与所述基座之间通过导向部滑动连接。
3.根据权利要求2所述的压电马达,其特征在于,所述导向部包括设于所述移动载体的第一槽体、设于所述基座的第二槽体以及滑动连接件,所述第一槽体和所述第二槽体相对设置,且所述第一槽体和所述第二槽体共同构成一柱状容纳槽,所述滑动连接件设于所述柱状容纳槽内。
4.根据权利要求3所述的压电马达,其特征在于,所述滑动连接件为滚珠,所述滚珠位于所述柱状容纳槽内,且所述第二槽体在所述柱状容纳槽的开口处设有用于防止滚珠滑出的挡板。
5.根据权利要求4所述的压电马达,其特征在于,所述柱状容纳槽内的滚珠为多个,多个所述滚珠沿所述第一通孔的轴向依次设置,且所述柱状容纳槽内,位于所述柱状容纳槽底部以及顶部的滚珠的直径大于所述柱状容纳槽内的剩余的滚珠的直径。
6.根据权利要求5所述的压电马达,其特征在于,位于所述柱状容纳槽底部以及顶部的滚珠与所述柱状容纳槽的槽壁之间距离小于等于5μm。
7.根据权利要求3所述的压电马达,其特征在于,所述滑动连接件为滑杆,所述滑杆与所述基座固定连接,所述第一槽体的表面设有用于与所述滑杆滑动连接的凸起的滑接部。
8.根据权利要求7所述的压电马达,其特征在于,所述滑接部的用于与所述滑杆接触的表面为弧面。
9.根据权利要求2-8任一项所述的压电马达,其特征在于,所述导向部至少为两个,且所述导向部沿所述预压力的方向对称分布,所述预压力的方向沿所述第一通孔的径向方向设置。
10.根据权利要求1-9任一项所述的压电马达,其特征在于,以所述驱动部与摩擦件之间的抵接点为基准点,沿所述第一通孔的周向,至少两个所述导向部设于距离所述基准点的距离介于1/5圆周至1/2圆周之间。
11.根据权利要求1-10任一项所述的压电马达,其特征在于,所述压电马达还包括磁吸组件,在所述预压力的方向,所述磁吸组件能够在所述移动载体施加与所述驱动单元施加于所述移动载体的力矩相反的力矩。
12.根据权利要求11所述的压电马达,其特征在于,所述磁吸组件包括磁石和磁片,所述磁石和所述磁片中的一个设于所述基座,另一个设于所述移动载体。
13.根据权利要求1-12任一项所述的压电马达,其特征在于,所述弹性连接件设于所述移动载体和所述摩擦件之间,所述弹性连接件处于蓄力状态以在垂直于所述第一通孔的轴向方向为所述摩擦件提供靠近所述驱动部的作用力,使所述摩擦件与驱动部抵接。
14.根据权利要求13所述的压电马达,其特征在于,所述弹性连接件包括弹片,所述移动载体的外周面设有避让槽,所述弹片固定于所述避让槽的槽口,所述弹片处于蓄力状态时向所述避让槽内弯曲。
15.根据权利要求13或14所述的压电马达,其特征在于,所述连接组件包括竖板,所述竖板与所述基座垂直且与所述基座固定连接。
16.根据权利要求1-12任一项所述的压电马达,其特征在于,所述弹性连接件设于所述基座与所述驱动单元之间,所述弹性连接件处于蓄力状态以在垂直于所述第一通孔的轴向方向为所述驱动部提供靠近所述摩擦件的作用力,使所述驱动部与摩擦件抵接。
17.根据权利要求16所述的压电马达,其特征在于,所述连接组件包括第一连接臂,所述第一连接臂的一端与所述压电振子连接,另一端与所述基座连接;
所述弹性连接件包括簧丝,所述簧丝的一端与所述压电振子连接,另一端与基座连接;
所述第一连接臂和所述弹性连接件分别设于所述压电振子的所述驱动部的两侧。
18.根据权利要求17所述的压电马达,其特征在于,所述第一连接臂与所述基座铰接。
19.根据权利要求18所述的压电马达,其特征在于,所述第一连接臂的用于所述基座连接的一端设有铰接槽,所述基座设有与所述铰接槽相配合的铰接柱。
20.根据权利要求17所述的压电马达,其特征在于,所述弹性连接件还包括与所述簧丝连接的第二连接臂,所述簧丝通过所述第二连接臂与所述基座连接。
21.根据权利要求20所述的压电马达,其特征在于,所述第二连接臂用于与所述基座连接的一端设有固定孔,所述基座设有与所述固定孔配合连接的凸起柱。
22.根据权利要求16所述的压电马达,其特征在于,所述连接组件包括竖板和与所述竖板固定连接的底板,所述压电振子与所述竖板连接,所述基座和所述底板沿所述预压力方向滑动连接,所述弹性连接件设于所述基座和所述底板之间,且所述弹性连接件处于受拉状态以通过所述底板使所述驱动部与所述摩擦件抵接。
23.根据权利要求22所述的压电马达,其特征在于,所述弹性连接件包括第一端部、第二端部以及设于所述第一端部和所述第二端部之间的蛇形簧片或弓形簧片,所述第一端部包括与所述基座连接的连接部,所述第二端部与所述底板连接。
24.根据权利要求23所述的压电马达,其特征在于,所述第一端部还包括压片,所述底板设有与所述压片配合的受压凸起部,所述压片对所述受压凸起部施加朝向所述基座的作用力。
25.根据权利要求22-24任一项所述的压电马达,其特征在于,所述基座设有导向块,所述底板设有与所述导向块相配合的导向槽;或,所述基座设有导向槽,所述底板设有与所述导向槽相配合的导向块。
26.根据权利要求1-25任一项所述的压电马达,其特征在于,所述压电振子包括承载板和设于所述承载板两侧表面的压电陶瓷片,所述承载板的板面与所述第一通孔的轴向垂直。
27.根据权利要求26所述的压电马达,其特征在于,所述驱动部为设于所述承载板的第一凸起部。
28.根据权利要求27所述的压电马达,其特征在于,所述第一凸起部为三角悬臂,所述三角悬臂的用于与所述摩擦件抵接的抵接面为曲面或平面。
29.根据权利要求27所述的压电马达,其特征在于,所述第一凸起部设有开孔,所述开孔在所述第一通孔的轴向方向贯穿所述第一凸起部。
30.根据权利要求26-29任一项所述的压电马达,其特征在于,所述支撑板为矩形结构,所述驱动部设于所述支撑板的第一侧边,所述支撑板的背离所述驱动部的第二侧边设有横梁,所述横梁与所述支撑板的连接点为所述支撑板的振动节点。
31.根据权利要求30所述的压电马达,其特征在于,所述横梁设有缺口。
32.根据权利要求30所述的压电马达,其特征在于,所述支撑板还设有第二凸起部和第三凸起部,所述第二凸起部和所述第三凸起部沿所述第一侧边的中垂线对称设于所述第一凸起部的两侧。
33.根据权利要求26-32任一项所述的压电马达,其特征在于,所述压电马达还包括柔性电路板,所述压电陶瓷片的正极和负极均与所述柔性电路板连接。
34.根据权利要求33所述的压电马达,其特征在于,所述压电陶瓷片的正极和负极中的一个自所述承载板引出,另一个设于所述压电陶瓷板的背离所述支撑板的表面。
35.根据权利要求33所述的压电马达,其特征在于,所述压电陶瓷片的正极和负极均自所述压电陶瓷片的背离所述支撑板的表面引出。
36.根据权利要求35所述的压电马达,其特征在于,所述柔性电路板分别与所述支撑板的两个所述压电陶瓷片的背离所述支撑板的表面接触。
37.一种摄像模组,其特征在于,包括镜头组件、图像传感器和如权利要求1-36任一项所述的压电马达,所述基座的安装槽为通槽且与所述第一通孔共轴线设置,所述第一通孔沿其轴向分为入光侧和出光侧,所述镜头组件在所述入光侧设于所述第一通孔内并与所述移动载体连接,所述图像传感器设于所述出光侧并与所述基座固定连接。
38.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求37所述的摄像模组。
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