TWM561743U - 致動裝置 - Google Patents

Abstract

一種致動裝置包含：從動件、驅動件、第一壓電件及第二壓電件。從動件、驅動件可活動地設置於基板。第一壓電件的兩端分別固定設置於基板及從動件。第二壓電件的兩端分別固定設置於從動件及驅動件。第一壓電件能受控制而向第一方向或其反方向彎曲，第二壓電件能受控制而向第二方向或其反方向彎曲。第一壓電件彎曲時，能帶動從動件移動，而從動件能連動驅動件移動。第二壓電件彎曲時能帶動驅動件移動。驅動件受從動件及第二壓電件的帶動，能相對於基板沿封閉路徑移動。

Description

致動裝置

本創作涉及一種致動裝置，特別是一種利用壓電單元進行致動的致動裝置。

現在常見的各式轉軸結構，特別是應用於筆記型電腦中的相關轉軸結構，為了符合各廠商的不同需求，轉軸結構日趨複雜，而成本同樣隨之增加。因此，對於生產製作轉軸結構的相關廠商而言，如何有效簡化轉軸結構，成為了最重要的課題。

緣此，本創作人乃潛心研究並配合學理的運用，而提出一種設計合理且有效改善上述問題的本創作。

本創作的主要目的在於提供一種致動裝置，用以解決現有技術中，轉軸結構的結構複雜且成本高的問題。

為了實現上述目的，本創作提供一種致動裝置，其包含：一從動件、一驅動件、一第一壓電件及一第二壓電件。從動件可活動地設置於基板。驅動件可活動地設置於一基板。第一壓電件的兩端分別固定設置於基板及從動件，第一壓電件電性連接一控制單元；其中，第一壓電件能受控制單元控制，而選擇性地向一第一方向及相反於第一方向的方向彎曲。第二壓電件的兩端分別固定設置於從動件及驅動件，第二壓電件電性連接控制單元；其中，第二壓電件能受控制單元控制，而選擇性地向一第二方向及相反於第二方向的方向彎曲；其中，第一方向不平行於第二方向。其中，控制單元先控制第一壓電件及第二壓電件分別向第一方向及 第二方向彎曲，而後控制單元再控制第一壓電件及第二壓電件分別向相反於第一方向的方向及相反於第二方向的方向彎曲時，驅動件能被第一壓電件及第二壓電件帶動而沿一封閉路徑移動。

本創作的有益效果可以在於：透過第一壓電件、第二壓電件及驅動件的相互配合，驅動件能沿一封閉路徑移動，藉此驅動件能反覆地抵頂其他構件，而使其他構件旋轉或是持續地向一方向移動。致動裝置整體的結構簡單且成本低。

為使能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

1、1’、1”‧‧‧致動裝置

10‧‧‧座體

101‧‧‧夾持結構

11‧‧‧基板

12‧‧‧從動件

121‧‧‧夾持結構

13、13’‧‧‧驅動件

131‧‧‧夾持結構

132‧‧‧穿孔

14‧‧‧第一壓電件

15‧‧‧第二壓電件

16‧‧‧轉軸

17‧‧‧連動件

18‧‧‧輔助件

19‧‧‧轉動件

AX1‧‧‧第一軸線

AX2‧‧‧第二軸線

D1‧‧‧第一方向

D1’‧‧‧相反於第一方向的方向

D2‧‧‧第二方向

D2’‧‧‧相反於第二方向的的方向

圖1為本創作的致動裝置的第一實施例的立體示意圖。

圖2為本創作的致動裝置的第一實施例的上視圖。

圖3~5為本創作的致動裝置的第一實施例的作動示意圖。

圖6為本創作的致動裝置的第二實施例的立體示意圖。

圖7為本創作的致動裝置的第二實施例的上視圖。

圖8~10為本創作的致動裝置的第二實施例的作動示意圖。

圖11為本創作的致動裝置的第三實施例的示意圖。

以下係藉由特定的具體實例說明本創作之致動裝置的實施方式，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本創作之其他優點與功效。本創作亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。又本創作之圖式僅為簡單說明，並非依實際尺寸描繪，亦即未反應出相關構成之實際尺寸，先予敘明。以下之實施方式係進一步詳細說明本創作之觀點，但並非以任何觀點限制本創作之範疇。

請一併參閱圖1及圖2，其為本創作的致動裝置的第一實施例 的示意圖。如圖所述，致動裝置1包含有一座體10、一基板11、一從動件12、一驅動件13、一第一壓電件14及一第二壓電件15。座體10固定設置於基板11；從動件12及驅動件13分別可活動地設置於基板11。在實際應用中，座體10與從動件12是沿一第一軸線AX1設置，從動件12與驅動件13則是沿一第二軸線AX2設置；其中，第一軸線AX1不平行於第二軸線AX2；換句話說，座體10、從動件12及驅動件13不是沿同一軸線設置。較佳地，所述第一軸線AX1及所述第二軸線AX2可以是相互垂直。關於座體10、基板11、從動件12及驅動件13的外型及其彼此間相對的設置位置，可依據需求加以變化，不以圖中所示為限。

第一壓電件14的兩端分別固定設置於座體10及從動件12，第二壓電件15的兩端分別固定設置於從動件12及驅動件13。在實際應用中，座體10及從動件12分別連接第一壓電件14的位置可以是具有一夾持結構101、121，從動件12及驅動件13分別連接第二壓電件15的位置，同樣可以是具有夾持結構121、131。第一壓電件14的兩端則可以是分別對應夾持於夾持結構101、121；第二壓電件15的兩端則可以是分別對應夾持於夾持結構121、131。其中，各個夾持結構101、121、131可以是配合鎖固件(例如螺絲)，來固定第一壓電件14及第二壓電件15。當然，第一壓電件14及第二壓電件15與兩個座體10相互固定的方式，不以圖中所示為限。在不同的應用中，第一壓電件14可以是以黏合的方式固定於座體10及從動件12；第二壓電件15同樣可以是以黏合的方式固定於從動件12及驅動件13。

第一壓電件14及第二壓電件15分別電性連接一控制單元(圖未示)。控制單元能選擇性地提供第一壓電件14不同電流方向的電流，以使第一壓電件14選擇性地向一第一方向D1或相反於第一方向D1的方向D1’彎曲；控制單元同樣能選擇性地提供第二壓電件15不同電流方向的電流，以使第二壓電件15選擇性地向第 二方向D2或相反於第二方向D2的方向D2’彎曲。其中，所述第一方向D1不平行於第二方向D2。

當第一壓電件14受控制單元控制，而選擇性地向第一方向D1或相反於第一方向D1的方向D1’彎曲時，從動件12將被第一壓電件14帶動，而相對於基板11移動；從動件12相對於基板11移動時，第二壓電件15及驅動件13將被帶動而相對於基板11移動。當第二壓電件15受控制單元控制，而選擇性地向第二方向D2或相反於第二方向D2的方向D2’彎曲時，驅動件13將被第二壓電件15帶動，而相對於基板11移動。

在實際應用中，控制單元可以是包含有微處理器(圖未示)及電源供應器(圖未示)，微處理器則可以控制電源供應器選擇性地提供第一壓電件14或第二壓電件15不同電流方向的電流；微處理器可以是同時或是依據設計的時序，控制電源供應器提供預定電流方向的電流至第一壓電件14及第二壓電件15。

在具體的應用中，第一壓電件14及第二壓電件15可以是呈現為圖中所示的片狀結構。較佳地，第一壓電件14及第二壓電件15的窄側面可以是大致垂直於基板11的上表面設置。於具體應用中，基板11的上表面可以是設置有多個凸出的限位結構，而驅動件13及從動件12可以是對應設置於多個限位結構之間，藉此，驅動件13及從動件12受驅動而相對於基板11移動時，驅動件13及從動件12的移動範圍將可以被多個限位結構限制。

第一壓電件14受控制單元控制而反覆向第一方向D1或相反於第一方向D1的方向D1’彎曲時，從動件12將被帶動而相對於基板11向圖3中大致-X方向或X方向移動；在從動件12相對於基板11移動的過程中，將從動件12將帶動驅動件13一併移動。亦即，第一壓電件14受控制單元控制而反覆地向第一方向D1或相反於第一方向D1的方向D1’彎曲時，驅動件13將受從動件12的帶動而向圖3中大致-X方向或X方向移動。在實際應用中，在 第一壓電件14反覆向第一方向D1及其反方向D1’彎曲時，為了使驅動件13能被有效地帶動而向圖3中大致X方向及-X移動，基板11鄰近於從動件12的周緣可以是設置有多個所述限位結構，藉此限制從動件12於圖3中的Y方向或-Y方向移動。第二壓電件15受控制單元控制時，第二壓電件15與驅動件13相連接的一端，將會選擇性地向第二方向D2或其反方向D2’彎曲，而帶動驅動件13向圖3中大致Y方向或-Y方向移動。

如上所述，控制單元反覆地控制第一壓電件14及第二壓電件15分別向第一方向D1、相反於第一方向D1的方向D1’、第二方向D2及相反於第二方向D2的方向D2’彎曲時，從動件12及驅動件13將會被帶動，而在控制單元適當的控制第一壓電件14及第二壓電件15的情況下，驅動件13將會被帶動而沿一封閉路徑移動，以下將舉一實際例子說明。所述封閉路徑例如可以是類似圓形、矩形、橢圓形等，於此不加以限制。

請一併參閱圖2至圖5，圖2顯示為第一壓電件14及第二壓電件15未受控制單元控制而彎曲時的狀態示意圖；圖3至圖5顯示為控制單元控制第一壓電件14及第二壓電件15先後向特定方向彎曲，以使驅動件13沿所述封閉路徑移動的作動示意圖。在實際應用中，控制單元控制第一壓電件14及第二壓電件15先後的彎曲方向，不以圖中所示為限，任何控制單元控制第一壓電件14及第二壓電件15，而能使驅動件13沿封閉路徑移動的控制方式，皆屬於本實施例的變化應用範圍。

如圖3所示，控制單元可以是先控制第一壓電件14向第一方向D1彎曲，並控制第二壓電件15向第二方向D2彎曲，此時，從動件12將會被帶動而大致向圖中的-X方向移動，而驅動件13將會被從動件12帶動而同樣大致向圖中的-X方向移動，且驅動件13同時會被第二壓電件15帶動而大致向圖中的-Y方向移動。在實際應用中，控制單元可以是同時控制第一壓電件14及第二壓電 件15分別向第一方向D1及第二方向D2彎曲；控制單元也可以是先控制第一壓電件14向第一方向D1彎曲，再控制第二壓電件15向第二方向D2彎曲；或者，控制單元也可是先控制第二壓電件15向第二方向D2彎曲，再控制第一壓電件14向第一方向D1彎曲。

如圖4所示，控制單元可以在第一壓電件14及第二壓電件15呈現為圖3的狀態後，控制第一壓電件14向相反於第一方向D1的方向D1’彎曲，此時，從動件12將會被第一壓電件14帶動而向圖中大致X方向移動，驅動件13則會被從動件12帶動而同時向圖中大致X方向移動。如圖5所示，在驅動件13呈現為圖4的狀態後，控制單元可以是再控制第二壓電件15向相反於第二方向D2的方向D2’彎曲，此時，驅動件13將會被第二壓電件15帶動，而大致向圖中Y方向移動。如此，驅動件13由圖3轉換至圖5的過程中，驅動件13即被第一壓電件14及第二壓電件15帶動，而大致沿逆時針的封閉路徑移動，以微觀的角度來說，驅動件13大致是沿類似矩形的封閉路徑移動。

如上所述，控制單元先控制第一壓電件14及第二壓電件15分別向第一方向D1及第二方向D2彎曲，而後再控制第一壓電件14及第二壓電件15分別向相反於第一方向D1的方向D1’、相反於第二方向D2的方向D2’彎曲，則驅動件13將受第一壓電件14及第二壓電件15的帶動相對於基板11移動，且驅動件13的移動路徑則大致呈現為封閉狀。在不同的實施例中，控制單元可以是控制第一壓電件14及第二壓電件15依序由圖5、圖4轉換至圖3的狀態；且圖4及圖5的先後順序亦可依據實際需求加以變換。

值得一提的是，在實際應用中，在第一壓電件14及第二壓電件15彎曲的偏移量相對較大時，控制單元可以是控制第一壓電件14於第一方向D1、相反於第一方向D1的方向D1’及中立(不偏向第一方向D1或其相反的方向D1’)的三種狀態下相互變換；控制 單元同樣也可以是控制第二壓電件15於三種狀態下相互變換，而不侷限於圖3至圖5中所示，控制單元控制第一壓電件14及第二壓電件15於兩種狀態相互轉換。

請復參圖1，驅動件13可以是具有一穿孔132，穿孔132用以插設一轉軸16。在實際應用中，轉軸16可以是可旋轉地固定設置於基板11上，而對應位於穿孔132中。所述穿孔132的內徑是略大於轉軸16的直徑；當從動件12受第一壓電件14帶動，而連動驅動件13相對於基板11移動時，形成穿孔132的內側壁則能對應推抵轉軸16；相同地，驅動件13受第二壓電件15帶動而於基板11上移動時，形成穿孔132的內側壁能對應推抵轉軸16。換句話說，穿孔132的內徑與轉軸16的直徑之間的差距，可以是依據第一壓電件14及第二壓電件15向特定方向彎曲時的偏移量進行設計。

如前述圖3至圖5的作動，當控制單元控制第一壓電件14及第二壓電件15分別反覆地向第一方向D1及其相反方向D1’、第二方向D2及其相反方向D2’彎曲時，驅動件13將受從動件12及第二壓電件15帶動，而相對於基板11沿封閉路徑移動；於此同時，形成穿孔132的內側壁，將隨從動件12及第二壓電件15的彎曲方向不同，而對應推抵轉軸16向不同的方向移動，如此，將可使轉軸16轉動。在實際應用中，控制單元控制第一壓電件14及第二壓電件15依序向特定方向彎曲，而使驅動件13沿封閉路徑移動一次時，形成穿孔132的內側壁將對應推抵轉軸16，而使轉軸16旋轉一小角度。相對地，控制單元連續地控制第一壓電件14及第二壓電件15向特定方向彎曲，而使驅動件13反覆地沿封閉路徑移動時，轉軸16將被形成穿孔132的內側壁推抵，而持續地向相同方向轉動，藉此轉軸16將可旋轉一周以上。當然，在不同的應用中，驅動件13沿封閉路徑移動一次，轉軸16也可以是對應旋轉一周。

請一併參閱圖6及圖7，其為本創作的致動裝置的第二實施例的示意圖。如圖所示，本實施例與前述實施例最大不同之處在於，致動裝置1’還可以包含有一連動件17，其可以是鄰近於驅動件13’設置。驅動件13’被第一壓電件14及第二壓電件15帶動，而沿所述封閉路徑移動時，驅動件13’可以選擇性推抵連動件17，以使連動件17向一軸向方向移動。

具體來說，請一併參閱圖8至圖10，其顯示為本實施例的致動裝置1’的作動示意圖。如圖8所示，控制單元可以是先控制第一壓電件14及第二壓電件15分別向第一方向D1及第二方向D2彎曲，而使驅動件13能被帶動而大致向-X方向及Y方向移動。如圖9所示，隨後控制單元可以是再控制第一壓電件14向相反於第一方向D1的方向D1’彎曲，此時驅動件13則能被帶動而大致向X方向移動。如圖10所示，最後控制單元可以是控制第二壓電件15向相反於第二方向D2的方向D2’彎曲，以使驅動件13被帶動而大致向-Y方向移動。如圖8至圖10，驅動件13在控制單元連續地控制第一壓電件14及第二壓電件15後，將會被帶動而沿一大致封閉的路徑移動。

在驅動件13被帶動而沿所述封閉路徑移動的過程中，驅動件13的部分將對應推抵連動件17，而使連動件17能沿一軸線方向(即為圖10中-Y方向)移動；控制單元反覆地控制第一壓電件14及第二壓電件15依序向第一方向D1、第二方向D2、相反於第一方向D1的方向D1’及相反於第二方向D2的方向D2’彎曲，則驅動件13將反覆地推抵連動件17，而使連動件17持續地沿所述軸線方向移動。

於實際應用中，驅動件13是在第一壓電件14及第二壓電件15呈現為何種狀態下推抵連動件17，於此不加以限制，可依據實際需求加以設計。另外，本實施例圖中是以連動件17被驅動件13推抵後，向圖10的-Y方向移動，但不以此為限；舉例來說，控制 單元控制第一壓電件14及第二壓電件15的作動狀態，由圖10依序轉換至圖8，則連動件17將可以被帶動向圖10的Y方向移動。在較佳的應用中，致動裝置1還可以包含有多個輔助件18，多個所述輔助件18可以是鄰近於連動件17設置，而輔助連動件17的移動；舉例來說，輔助件18可以是滾輪。

請參閱圖11，其為本創作的致動裝置的第三實施例的示意圖。如圖所示，本實施例與前述實施例最大不同之處在於，致動裝置1”還可以包含有一轉動件19，其鄰近於驅動件13設置。驅動件13被第一壓電件14及第二壓電件15反覆地帶動，而反覆地沿封閉路徑移動的過程中，驅動件13的部分能反覆推抵轉動件19，而使轉動件19轉動。

以上所述僅為本創作的較佳可行實施例，非因此侷限本創作的專利範圍，故舉凡運用本創作說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本創作的保護範圍內。

Claims (10)

1. 一種致動裝置，其包含：一驅動件，其可活動地設置於一基板；一從動件，其可活動地設置於所述基板；一第一壓電件，其兩端分別固定設置於所述基板及所述從動件，所述第一壓電件電性連接一控制單元；其中，所述第一壓電件能受所述控制單元控制，而選擇性地向一第一方向及相反於所述第一方向的方向彎曲；以及一第二壓電件，其兩端分別固定設置於所述從動件及所述驅動件，所述第二壓電件電性連接所述控制單元；其中，所述第二壓電件能受所述控制單元控制，而選擇性地向一第二方向及相反於所述第二方向的方向彎曲；其中，所述第一方向不平行於所述第二方向；其中，所述控制單元先控制所述第一壓電件及所述第二壓電件分別向所述第一方向及所述第二方向彎曲，而後所述控制單元再控制所述第一壓電件及所述第二壓電件分別向相反於所述第一方向的方向及相反於所述第二方向的方向彎曲時，所述驅動件能被所述第一壓電件及所述第二壓電件帶動而沿一封閉路徑移動。
2. 如請求項1所述的致動裝置，其中，所述致動裝置還包含一個座體及所述基板，所述座體固定設置於所述基板，所述第一壓電件的兩端分別固定於所述座體及所述從動件。
3. 如請求項1所述的致動裝置，其中，所述致動裝置還包含有所述控制單元，所述控制單元電性連接所述第一壓電件及所述第二壓電件；所述控制單元能選擇性地提供所述第一壓電件不同電流方向的電流，而使所述第一壓電件選擇性地向所述第一方向或相反於所述第一方向的方向彎曲；所述控制單 元能選擇性地提供所述第二壓電件不同電流方向的電流，而使所述第二壓電件選擇性地向所述第二方向或相反於所述第二方向的方向彎曲。
4. 如請求項3所述的致動裝置，其中，所述驅動件包含有一穿孔，所述穿孔用以設置一轉軸；所述控制單元控制所述第一壓電件向所述第一方向或相反於所述第一方向的方向彎曲時，形成所述穿孔的內側壁能對應推抵所述轉軸；所述控制單元控制所述第二壓電件向所述第二方向或相反於所述第二方向彎曲時，形成所述穿孔的內側壁能對應推抵所述轉軸。
5. 如請求項4所述的致動裝置，其中，所述驅動件反覆地沿所述封閉路徑移動的過程中，形成所述穿孔的內側壁能反覆地推抵所述轉軸，而使所述轉軸旋轉。
6. 如請求項1所述的致動裝置，其中，所述致動裝置還包含有一連動件，所述驅動件反覆地沿所述封閉路徑移動的過程中，所述驅動件能推抵所述連動件，而使所述連動件向一軸向方向移動。
7. 如請求項1所述的致動裝置，其中，所述致動裝置還包含有一轉動件，所述驅動件反覆地沿所述封閉路徑移動的過程中，所述驅動件能推抵所述轉動件，而使所述轉動件旋轉。
8. 如請求項2所述的致動裝置，其中，所述座體與所述從動件沿一第一軸線設置，所述從動件與所述驅動件沿一第二軸線設置，所述第一軸線不平行所述第二軸線。
9. 如請求項8所述的致動裝置，其中，所述第一軸線垂直於所述第二軸線。
10. 如請求項1所述的致動裝置，其中，所述第一壓電件及所述第二壓電件為片狀結構，且所述第一壓電件的窄側面是面對於所述基板設置有所述驅動件的上表面，所述第二壓電件的窄側面是面對於所述驅動件的上表面。