TWM561744U - 致動裝置 - Google Patents

Abstract

一種致動裝置包含：驅動件、第一壓電件及第二壓電件。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驅動件。第二壓電件的兩端分別固定設置於基板及驅動件。第一壓電件及第二壓電件分別電性連接控制單元，而控制單元能控制第一壓電件向第一方向或其反方向彎曲，且控制單元能控制第二壓電件向第二方向或其反方向彎曲。控制單元控制第一壓電件反覆地向第一方向或其反方向彎曲，且控制第二壓電件反覆地向第二方向或其反方向彎曲時，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。

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：一驅動件、一第一壓電件及一第二壓電件。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驅動件，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基板及驅動件，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。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，驅動件將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’‧‧‧致動裝置

10、10’‧‧‧驅動件

101‧‧‧夾持結構

102‧‧‧穿孔

11‧‧‧基板

12‧‧‧座體

121‧‧‧夾持結構

13‧‧‧第一壓電件

14‧‧‧第二壓電件

15‧‧‧轉軸

16‧‧‧連動件

17‧‧‧輔助件

18‧‧‧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包含有一驅動件10、一基板11、兩個座體12、一第一壓電件13及一第二壓電件14。驅動件10可活動地設置於基板11，兩個座體12固定設置於基板11。在實際應用中，其中一個座體12與驅動件10是沿一第一軸線AX1設置，而另一個座體12與驅動件10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，兩個座體12及驅動件10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。關於驅動件10、基板11及兩個座體12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13的兩端分別固定設置於座體12及驅動件10，第二壓電件14的兩端分別固定設置於座體12及驅動件10。在實際應用中，各個座體12可以是具有一夾持結構101，而第一壓電件13的一端或第二壓電件14的一端則可以是對應設置於各個座體12的夾持結構121中，並再透過鎖固件(例如螺絲)以相互固定。當然，第一壓電件13及第二壓電件14與兩個座體12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13的一端及第二壓電件14的一端，也可以是直接黏合於兩個座體12。於本實施例中，第一壓電件13的一端及第二壓電件14的一端，是利用兩個座體12固定於基板11，但不以此為限，第一壓電件13的一端及第二壓電件14的一端可以是依據需求，以不同的方式固定於基板11。

第一壓電件13及第二壓電件14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13不同電流方向的電流，以使第一壓電件13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14不同電流方向的電流，以使第二壓電件14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。第一壓電件13或第二壓電件14受控制單元控制，而分別向不同的方向彎曲時，第一壓電件13及第二壓電件14能分別帶動驅動件10相對於基板11向不同的方向移動。所述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13或第二壓電件14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13及第二壓電件14。

在具體的應用中，第一壓電件13及第二壓電件14可以是呈現為圖中所示的片狀結構。較佳地，第一壓電件13及第二壓電件14的窄側面可以是大致垂直於基板11的上表面設置，而第一壓電件13及第二壓電件14分別受控制單元控制，而向特定方向彎曲時，則能對應帶動驅動件10於基板11的上表面移動。於具體應用中，基板11鄰近於驅動件10的周圍可以是設置有多個限位結構(圖未示，例如是凸塊)，藉此可以限制驅動件10受第一壓電件13或第二壓電件14帶動時的活動範圍。

第一壓電件13及第二壓電件14分別受控制單元控制，而分別反覆地向第一方向D1及其反方向、第二方向D2及其反方向彎曲時，驅動件10能受第一壓電件13及第二壓電件14帶動而沿一封閉路徑移動，所述封閉路徑例如可以是封閉矩形、封閉圓形等，可視第一壓電件13及第二壓電件14帶動驅動件10移動的位移量決定，於此不加以限制。以下將詳細說明，控制單元控制第一壓電件13及第二壓電件14反覆彎曲，而使驅動件10沿封閉路徑移動的實際作動方式。

請一併參閱圖3至圖5，其顯示為控制單元控制第一壓電件13及第二壓電件14先後向特定方向彎曲，以使驅動件10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13及第二壓電件14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13及第二壓電件14，而能使驅動件10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13向第一方向D1彎曲，並控制第二壓電件14向第二方向D2彎曲，此時，驅動件10將會被第一壓電件13及第二壓電件14帶動而大致向圖中的-X方向及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13及第二壓電件14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13向第一方向D1彎曲，再控制第二壓電件14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14向第二方向D2彎曲，再控制第一壓電件13向第一方向D1彎曲。

如圖4及圖5所示，控制單元可以在第一壓電件13及第二壓電件14呈現為圖3的狀態後，先控制第二壓電件14向相反於第二方向D2的方向D2’彎曲(如圖4所示)，而後控制單元可以再控制第一壓電件13向相反於第一方向D1的方向D1’彎曲(如圖5所示)，如此，驅動件10將會被第二壓電件14及第一壓電件13帶動，而向-Y方向及X方向移動。驅動件10由圖3轉換至圖5的過程中，驅動件10即被第一壓電件13及第二壓電件14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10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13及第二壓電件14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13及第二壓電件14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10將受第一壓電件13及第二壓電件14的帶動相對於基板11移動，且驅動件10的移動路徑則大致呈現為封閉狀。

如圖5所示，在實際應用中，控制單元控制第一壓電件13向相反於第一方向D1的方向D1’彎曲時，控制單元同時或是接著可 以控制第二壓電件14向第二方向D2彎曲，而後再控制第一壓電件13向第一方向D1彎曲，而使驅動件10、第一壓電件13及第二壓電件14由圖5的狀態轉變為圖3的狀態，而後控制單元則可以再次控制第一壓電件13及第二壓電件14重複圖3至圖5的作動，以使驅動件10反覆地沿封閉路徑移動。

值得一提的是，在實際應用中，在第一壓電件13及第二壓電件14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13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14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13及第二壓電件14於兩種狀態相互轉換。

請復參圖1，驅動件10可以是具有一穿孔102，穿孔102用以插設一轉軸15。在實際應用中，轉軸15可以是可旋轉地固定設置於基板11上，而對應位於穿孔102中。所述穿孔102的內徑是略大於轉軸15的直徑；當驅動件10受第一壓電件13帶動，而相對於基板11移動時，形成穿孔102的內側壁則能對應推抵轉軸15；相同地，驅動件10受第二壓電件14帶動而於基板11上移動時，形成穿孔102的內側壁能對應推抵轉軸15。換句話說，穿孔102的內徑與轉軸15的直徑之間的差距，可以是依據第一壓電件13及第二壓電件14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13及第二壓電件14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10將受第一壓電件13及第二壓電件14帶動，而相對於基板11沿封閉路徑移動；於此同時，形成穿孔102的內側壁，將隨第一壓電件13及第二壓電件14的彎曲方向不同，而對應推抵轉軸15向不同的方向移動，如此，將可使轉軸15轉動。在實際應用中，控制單元控制第一壓 電件13及第二壓電件14依序向特定方向彎曲，而使驅動件10沿封閉路徑移動一次時，形成穿孔102的內側壁將對應推抵轉軸15，而使轉軸15旋轉一小角度。相對地，控制單元連續地控制第一壓電件13及第二壓電件14向特定方向彎曲，而使驅動件10反覆地沿封閉路徑移動時，轉軸15將被形成穿孔102的內側壁推抵，而持續地向相同方向轉動，藉此轉軸15將可旋轉一周以上。當然，在不同的應用中，驅動件10沿封閉路徑移動一次，轉軸15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16，其可以是鄰近於驅動件10’設置。驅動件10’被第一壓電件13及第二壓電件14帶動，而沿所述封閉路徑移動時，驅動件10’可以選擇性推抵連動件16，以使連動件16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13及第二壓電件14分別向第一方向D1及第二方向D2彎曲，而使驅動件10’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二壓電件14向相反於第二方向D2的方向D2’彎曲，此時驅動件10’則能被帶動而大致向-Y方向移動。如圖10所示，最後控制單元可以是控制第一壓電件13向相反於第一方向D1的方向D1’彎曲，以使驅動件10’被帶動而大致向X方向移動。如圖8至圖10，驅動件10’在控制單元連續地控制第一壓電件13及第二壓電件14後，將會被帶動而沿一大致封閉的路徑移動。

在驅動件10’被帶動而沿所述封閉路徑移動的過程中，驅動件10’的部分可以是對應推抵連動件16，而使連動件16能沿一軸線方向(即為圖10中右下方的方向)移動；控制單元反覆地控制第一 壓電件13及第二壓電件14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10’將反覆地推抵連動件16，而使連動件16持續地沿所述軸線方向移動。

於實際應用中，驅動件10’是在第一壓電件13及第二壓電件14呈現為何種狀態下推抵連動件16，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16被驅動件10’推抵後，向圖10的右下方方向移動，但不以此為限；舉例來說，控制單元控制第一壓電件13及第二壓電件14的作動狀態，由圖10依序轉換至圖8，則連動件16將可以被帶動向圖10的左上方方向移動。在較佳的應用中，致動裝置1還可以包含有多個輔助件17，多個所述輔助件17可以是鄰近於連動件16設置，而輔助連動件16的移動；舉例來說，輔助件17可以是滾輪。

請參閱圖11，其為本創作的致動裝置1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18，其鄰近於驅動件10設置。驅動件10被第一壓電件13及第二壓電件14反覆地帶動，而反覆地沿封閉路徑移動的過程中，驅動件10的部分能反覆推抵轉動件18，而使轉動件18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；一第一壓電件，其兩端分別固定設置於所述基板及所述驅動件，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基板及所述驅動件，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兩個座體及所述基板，兩個所述座體彼此間隔地固定設置於所述基板，所述第一壓電件的兩端分別固定於其中一個所述座體及所述驅動件，所述第二壓電件的兩端分別固定於另一個所述座體及所述驅動件。
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，其中一個所述座體與所述驅動件沿一第一軸線設置，另一個所述座體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。