CN202602885U - 压电换能器 - Google Patents
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Abstract
一种压电换能器，所述压电换能器包括网格装置和压电堆，所述网格装置由一个以上的网眼串联而成，所述压电堆设于所述网眼内，压电堆的两端分别与所述网眼相对的两侧固定连接，网眼串联方向与压电堆放置方向相互垂直；所述压电堆由一个以上的压电陶瓷片并排而成。将压电换能器的压电元件细化，所有压电陶瓷片粘接后作为一个单元移动，较小的压电陶瓷片使得其更抗碎且能提高压电动作器的灵敏度，由此网格式压电换能器和L形杠杆组成的振子，可以解决压电陶瓷振幅过小，克服压电薄膜灵敏度偏低的问题，并宜于扬声器窄长超薄化和微型化。
Description
技术领域
本实用新型涉及压电换能器，尤其是一种压电扬声器用的压电换能器，适用于电视、手提电脑、以及手机中的窄长超薄型扬声器。
背景技术
目前，公知的窄长超薄型扬声器可分为两类：其一是传统的窄长超薄型电动型扬声器，其发声原理是当音频电流通过悬挂于固定磁场中的音圈时，音圈受力而运动，从而激发音膜振动发声。这种扬声器必需有一磁路提供力源，而正是这一磁路的大小和重量限制了此类扬声器的进一步超薄化，窄长化和小型化。其二是压电型的扬声器，其发声原理是当音频电流通过压电振子，压电振子由于逆压电效应而振动进而激发音膜振动发声。目前公知的压电型的扬声器主要包括压电陶瓷型和压电薄膜型。目前的压电陶瓷型扬声器受到了压电陶瓷固有物理性质的限制，那就是压电陶瓷易碎因此单片或多片压电陶瓷很难提供扬声器所需要的振动振幅，如中国专利，公开号为201608892的一种多层压电陶瓷扬声器，所以目前还没有低频响应好的压电陶瓷型扬声器出现。压电薄膜由于它的柔顺特性可以做成大振幅的压电振子，但是压电薄膜的压电常数目前还低于压电陶瓷几十倍所以用小面积压电薄膜做成的扬声器受到灵敏度的限制。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种压电换能器，可以解决已有的压电陶瓷动作器振幅过小，克服压电薄膜灵敏度偏低的问题，并宜于扬声器窄长超薄化和微型化。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种压电换能器，所述压电换能器包括网格装置和压电堆，所述网格装置由一个以上的网眼串联而成，所述压电堆设于所述网眼内，压电堆的两端分别与所述网眼相对的两侧固定连接，网眼串联方向与压电堆放置方向相互垂直；所述压电堆由一个以上的压电陶瓷片并排而成。本实用新型的振动原理如下：压电堆通电后会在纵向方向有规律的进行伸缩，其伸缩时会对网眼施加一个拉力，使网眼沿着纵向方向被拉长，由于每个网眼都具有良好的机械强度，因此可以被压电堆反复拉伸而不会断裂；网眼在纵向方向被拉长后，就意味着其横向方向在收缩，串联的每个网眼都具有相同的动作，最终导致整个网格装置在横向方向出现规律性的伸缩运动；单个网眼为一个机械放大结构，其能把压电堆的纵向位移转换到需要的横向位移并能够放大三到五倍；由一连串的网眼构成的网格装置也为一个机械放大结构，对所有的网眼横向位移进行叠加放大，为扬声器音膜的振动提供足够大的振幅。较小的压电元件使得其更抗碎且能提高压电换能器的灵敏度，可以解决压电陶瓷振幅过小，克服压电薄膜灵敏度偏低的问题，并宜于扬声器窄长超薄化和微型化。
作为改进，所述压电堆将网眼分成两个对称的半区，每个半区的形状为梯形、三角形或圆形。类似于三角形的机械机构适合由纵向位移转换到横向位移。
作为改进，所述网眼之间的连接为刚性连接，能够巩固横向位移的传递。
作为改进，所述网格装置为一体成型的金属件或塑料件，使其具有良好的机械强度，在反复进行纵向位移转换到横向位移过程中不会发生断裂。
作为改进，所述网眼周边设有若干通孔，能够减少网眼在振动过程中出现的共振。
作为改进，所述压电堆中的压电陶瓷片之间为串联或并联。
本实用新型与现有技术相比所带来的有益效果是：
将作为压电换能器的压电元件细化，所有压电陶瓷片粘接后作为一个单元移动，较小的压电陶瓷片使得其更抗碎且能提高压电动作器的灵敏度，可以解决压电陶瓷振幅过小，克服压电薄膜灵敏度偏低的问题，并宜于扬声器窄长超薄化和微型化；单个网眼为一个机械放大结构，其能把压电堆的纵向位移转换到需要的横向位移并能够放大三到五倍；由一连串的网眼构成的网格装置也为一个机械放大结构，对所有的网眼横向位移进行叠加放大。
附图说明
图1为本实用新型外部结构示意图。
图2为实施例1压电扬声器分解图。
图3为实施例1压电扬声器内部结构示意图。
图4为实施例1压电扬声器的压电换能器结构示意图。
图5为实施例2压电扬声器分解图。
图6为实施例2压电扬声器仰视图。
图7为实施例2压电扬声器的压电换能器结构示意图。
图8为L形杠杆结构示意图。
图9为网格装置结构示意图。
图10为压电堆结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。
实施例1
如图1、至3所示，一种压电扬声器，包括长条形的盆架1、安装在盆架1上的跑道形的音膜2、设于盆架1内的压电换能器3和L形杠杆6。如图8所示，所述L形杠杆6包括水平放置的横向部62和与横向部62垂直连接的竖向部61，横向部62比竖向部61要长，横向部62的端部一直延伸到音膜2的中间位置，横向部62端部通过耦合器8与音膜2连接。耦合器8为刚性长方体，耦合器8为空心结构，其内部设有阻尼材料。如图4所示，所述横向部62与竖向部61连接处设有金属弹片7，该弹片7具有良好的机械强度，弹片7成L形，弹片7的一端与L形杠杆6的竖向部61相抵，另一侧固定在盆架1上，L形杠杆6在弹片7的作用下使其动作符合杠杆原理，当压电换能器3左右推动L形杠杆6的竖向部61时，L形杠杆6的横向部62会出现上下的位移。如图4所示，所述压电换能器3包括网格装置4和压电堆5，所述网格装置4为一体化成型的金属件，如图9所示，网格装置4由一个以上的网眼41串联而成，本实施例是以三个网眼41串联而成，网眼41为封闭的环状并且具有良好的机械强度，四周方向可以被拉伸或收缩。所述网眼41周边设有若干通孔42，能够减少网眼在振动过程中出现的共振和声辐射。如图3所示，所述网格装置4在串联方向的一端与盆架1固定连接，另一端与竖向部61固定连接。所述压电堆5设于所述网眼41内，压电堆5的两端分别与所述网眼41相对的两侧固定连接，网眼41串联方向与压电堆5放置方向相互垂直，压电堆5将网眼41分成两个对称的半区9，本实施例中每个半区9的形状为梯形，还可以为圆形或三角形，这些类似于三角形的机械机构适合由纵向位移转换到横向位移。如图10所示，所述压电堆5由一个以上的压电陶瓷片51并排而成，本实施例的压电堆5由十个压电陶瓷片51并排而成，所述压电陶瓷片51之间为并联或串联，压电陶瓷片51的顶部和底部为电极。
如图4所示，本实用新型的振动发声原理如下：压电堆5通电后会在纵向方向有规律的进行伸缩，其伸缩时会对网眼41施加一个拉力，使网眼41沿着纵向方向被拉长，由于每个网眼41都具有良好的机械强度，因此可以被压电堆5反复拉伸而不会断裂；网眼41在纵向方向被拉长后，就意味着其横向方向在收缩，串联的每个网眼41都具有相同的动作，最终导致整个网格装置4在横向方向出现规律性的伸缩运动；网格装置4推动L形杠杆6的竖向部61，L形杠杆6在支点的作用下，使L形杠杆6的横向部62发生上下的振动；L形杠杆6的横向部62与音膜2连接在一起，其上下振动时也会带动音膜2一起振动，从而使音膜2发声。
单个网眼41为一个机械放大结构，其能把压电堆5的纵向位移转换到需要的横向位移并能够放大三到五倍；由一连串的网眼41构成的网格装置4也为一个机械放大结构，对所有的网眼41横向位移进行叠加放大，L形杠杆6也具有放大功能，其放大倍数由L形杠杆6横向部和竖向部的有效长度比确定。最后通过L形杠杆6将位移转换到上下的位移传递至音膜2。较小的压电元件使得其更抗碎且能提高压电换能器3的灵敏度，可以解决压电陶瓷振幅过小，克服压电薄膜灵敏度偏低的问题，并宜于扬声器窄长超薄化和微型化。
实施例2
如图5至7所示，一种压电扬声器，包括长条形的盆架1、安装在盆架1上的跑道形的音膜2、设于盆架1内的压电换能器3和L形杠杆6。所述L形杠杆6包括水平放置的横向部62和与横向部62垂直连接的竖向部61，横向部62比竖向部61要长，横向部62的端部一直延伸到音膜2的中间位置，横向部62端部通过耦合器8与音膜2连接。耦合器8为刚性长方体，耦合器8为空心结构，其内部设有阻尼材料。如图8所示，所述横向部62与竖向部61连接处设有枢接轴12，使L形杠杆6可以以枢接轴12为中心旋转，L形杠杆6在弹片7的作用下使其动作符合杠杆原理，当压电换能器3左右推动L形杠杆6的竖向部61时，L形杠杆6的横向部62会出现上下的位移。如图7所示，所述压电换能器3包括网格装置4和压电堆5，所述网格装置4为一体化成型的塑料件，如图9所示，网格装置4由一个以上的网眼41串联而成，本实施例是以三个网眼41串联而成，网眼41为封闭的环状并且具有良好的机械强度，四周方向可以被拉伸或收缩。所述网眼41周边设有若干通孔42，能够减少网眼在振动过程中出现的共振和声辐射。所述网格装置4在串联方向的一端设有第一转轴11，第一转轴11安装在盆架1设有的凹槽内，另一端设有第二转轴10，第二转轴10与竖向部61连接，网格装置4通过第二转轴10与L形杠杆6柔性连接。所述压电堆5设于所述网眼41内，压电堆5的两端分别与所述网眼41相对的两侧固定连接，网眼41串联方向与压电堆5放置方向相互垂直，压电堆5将网眼41分成两个对称的半区9，本实施例中每个半区9的形状为梯形，还可以为圆形或三角形，这些类似于三角形的机械机构适合由纵向位移转换到横向位移。如图10所示，所述压电堆5由一个以上的压电陶瓷片51并排而成，本实施例的压电堆5由十个压电陶瓷片51并排而成，所述压电陶瓷片51之间为并联或串联，压电陶瓷片51的顶部和底部为电极。
如图7所示，本实用新型的振动发声原理如下：压电堆5通电后会在纵向方向有规律的进行伸缩，其伸缩时会对网眼41施加一个拉力，使网眼41沿着纵向方向被拉长，由于每个网眼41都具有良好的机械强度，因此可以被压电堆5反复拉伸而不会断裂；网眼41在纵向方向被拉长后，就意味着其横向方向在收缩，串联的每个网眼41都具有相同的动作，最终导致整个网格装置4在横向方向出现规律性的伸缩运动；网格装置4推动L形杠杆6的竖向部61，L形杠杆6在支点的作用下，使L形杠杆6的横向部62发生上下的振动；L形杠杆6的横向部62与音膜2连接在一起，其上下振动时也会带动音膜2一起振动，从而使音膜2发声。
单个网眼41为一个机械放大结构，其能把压电堆5的纵向位移转换到需要的横向位移并能够放大三到五倍；由一连串的网眼41构成的网格装置4也为一个机械放大结构，对所有的网眼41横向位移进行叠加放大，L形杠杆6也具有放大功能，其放大倍数由L形杠杆6横向部和竖向部的有效长度比确定。最后通过L形杠杆6将位移转换到上下的位移传递至音膜2。较小的压电元件使得其更抗碎且能提高压电换能器3的灵敏度，可以解决压电陶瓷振幅过小，克服压电薄膜灵敏度偏低的问题，并宜于扬声器窄长超薄化和微型化。
Claims (6)
1.一种压电换能器，其特征在于：所述压电换能器包括网格装置和压电堆，所述网格装置由一个以上的网眼串联而成，所述压电堆设于所述网眼内，压电堆的两端分别与所述网眼相对的两侧固定连接，网眼串联方向与压电堆放置方向相互垂直；所述压电堆由一个以上的压电陶瓷片并排而成。
2.根据权利要求1所述的一种压电扬声器，其特征在于：所述压电堆将网眼分成两个对称的半区，每个半区的形状为梯形、三角形或圆形。
3.根据权利要求1所述的一种压电扬声器，其特征在于：所述网眼之间的连接为刚性连接。
4.根据权利要求1所述的一种压电扬声器，其特征在于：所述网格装置为一体成型的金属件或塑料件。
5.根据权利要求1所述的一种压电扬声器，其特征在于：所述网眼周边设有若干通孔。
6.根据权利要求1所述的一种压电扬声器，其特征在于：所述压电堆中的压电陶瓷片之间为串联或并联。
Priority Applications (1)
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| CN 201220097358 CN202602885U (zh) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | 压电换能器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 201220097358 CN202602885U (zh) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | 压电换能器 |
Publications (1)
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| CN (1) | CN202602885U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105429504A (zh) * | 2015-12-12 | 2016-03-23 | 西安交通大学 | 一种菱形和沙漏形机构串联的双向压电堆作动器及作动方法 |
| CN106655879A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-05-10 | 西安交通大学 | 一种高精度大载荷复合压电主动作动杆及主动控制方法 |
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2012
- 2012-03-15 CN CN 201220097358 patent/CN202602885U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105429504A (zh) * | 2015-12-12 | 2016-03-23 | 西安交通大学 | 一种菱形和沙漏形机构串联的双向压电堆作动器及作动方法 |
| CN106655879A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-05-10 | 西安交通大学 | 一种高精度大载荷复合压电主动作动杆及主动控制方法 |
| CN106655879B (zh) * | 2016-12-09 | 2019-01-08 | 西安交通大学 | 一种高精度大载荷复合压电主动作动杆及主动控制方法 |
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| CX01 | Expiry of patent term |
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