压电驱动装置、机器人及这些的驱动方法制造方法及图纸

技术编号:13587271 阅读:71 留言:0更新日期:2016-08-25 10:10
本发明专利技术的课题在于提供一种高输出并且小型且轻量的压电驱动装置的适当结构。本发明专利技术的解决手段是压电驱动装置具备振动板和多个压电驱动部,该多个压电驱动部分别具有设置于振动板且能够与被驱动体接触的接触部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压电驱动装置及具备压电驱动装置的机器人等各种装置。
技术介绍
由于使压电体振动来对被驱动体进行驱动的压电致动器(压电驱动装置)不需要磁铁、线圈,因此用于多种领域(例如专利文献1)。该压电驱动装置的基本结构是在加强板的2个表面的每个面上以2行2列配置有4个压电元件的结构,共计8个压电元件被设置于加强板的两侧。每个压电元件是用每2片电极夹着压电体的单元,加强板还被用作压电元件的一侧的电极。在加强板的一端设置有与作为被驱动体的转子接触来使转子旋转的突起部。若对4个压电元件中的以对角配置的2个压电元件施加交流电压,则该2个压电元件进行伸缩运动,与此相应地,加强板的突起部进行往复运动或者椭圆运动。并且,根据该加强板的突起部的往复运动或者椭圆运动,作为被驱动体的转子向规定的旋转方向旋转。另外,通过将施加交流电压的2个压电元件切换成其他2个压电元件,能够使转子向反方向旋转。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2004-320979号公报专利文献2:日本特开2008-227123号公报
技术实现思路
另外,作为提高压电驱动装置对被驱动体进行驱动的力(以下还称为“驱动力”)的方法,简单地能想到使用多个上述的现有压电驱动装置的方法。然而,在该情况下,将所使用的多个压电驱动装置以整体看做1个压电驱动装置,则存在与所使用的压电驱动装置的数成正比地作为压电驱动装置的整体的尺寸大型化的课题。因此,例如,由于如用于驱动机器人的关节的驱动装置那样,对驱动装置的配置空间有限制,因此可能会难以实现作为被期望小型且高输出的驱动装置的应用。因此,没有对高输出并且小型且轻量的压电驱动装置的适当结构进行充分研讨。本专利技术是为了解决上述课题中的至少一部分而提出的,可以以下述方式或适用例来实现。(1)根据专利技术的一方式,提供一种压电驱动装置。该压电驱动装置具备:振动板;多个压电驱动部,其排列设置在上述振动板,并分别具有能够与被驱动体接触的接触部。根据该方式,由于在振动板排列设置有多个压电驱动部,与如现有的那样使用多个压电驱动装置的情况相比,能够实现高输出并且小型且轻量的压电驱动装置。(2)在上述方式的压电驱动装置中,上述多个压电驱动部也可以分别具有包括设置有电极的压电体的压电振动体。根据该方式,由于包括包含设有电极的压电体的压电振动体的多个压电驱动部排列设置在振动板,所以与现有的那样使用多个压电驱动装置的情况相比,能够实现高输出且小型且轻量的压电驱动装置。(3)在上述方式的压电驱动装置中,上述振动板可具有第一面、第二面、以及将上述第一面与上述第二面之间连接的第三面和第四面;上述压电振动体可设置于上述振动板的上述第一面;上述接触部可以是设置在上述振动板的上述第三面或上述第四面的突起部。根据该方式,由于在振动板的第一面排列设置有包括压电振动体的压电驱动部,所以与现有的那样使用多个压电驱动装置的情况相比,能够实现高输出且小型且轻量的压电驱动装置。(4)在上述方式的压电驱动装置中,上述压电驱动部可以具有设置在上述第二面的压电振动体。根据该方式,由于压电驱动部隔着振动板具有2个压电振动体,容易提高振动板的振动的效率。(5)在上述方式的压电驱动装置中,上述接触部在上述第三面和上述第四面的至少一个排成一列而设置。根据该方式,能够将通过各压电驱动部的压电振动体的振动产生的驱动力分别经由接触部有效地传递给被驱动体。(6)在上述方式的压电驱动装置中,设置有上述多个压电驱动部的上述振动板可以层叠多个。根据该方式,由于不仅是沿着振动板设置多个压电驱动部,还沿着与振动板垂直的方向设置有多个压电驱动部,因此多个压电驱动部有效地以二维方式设置,与现有的那样使用多个压电驱动装置的情况相比,能够实现更加高输出并且小型且轻量的压电驱动装置。(7)在上述方式的压电驱动装置中,上述电极可以包括第一电极和第二电极,上述压电振动体可以具有:基板、形成于上述基板的上述第一电极、形成于上述第一电极的上述压电体、以及形成于上述压电体的上述第二电极。根据该方式,由于能够将压电振动体以小型形成,所以能够实现小型且轻量的压电驱动装置。(8)在上述方式的压电驱动装置中,上述振动板可以由上述基板构成。根据该方式,由于压电振动体的基板作为振动板构成,所以能够更有效地实现高输出并且小型且轻量的压电驱动装置。(9)在上述方式的压电驱动装置中,上述基板可以是硅基板。根据该方式,使用硅基板,能够更有效地实现高输出并且小型且轻量的压电驱动装置。另外,压电体的机械质量系数Qm的值是数千,硅基板的机械质量系数Qm的值是10万左右。因此,根据该方式,能够增大压电振动体及振动板的机械质量系数Qm的值,从而能够增大压电驱动装置的机械质量系数Qm的值。本专利技术可以用多种方式实现,例如,除压电驱动装置之外,能够以压电驱动装置的驱动方法、压电驱动装置的制造方法、搭载压电驱动装置的机器人、搭载压电驱动装置的机器人的驱动方法、送液泵、投药泵等多种方式实现。附图说明图1是第一实施方式的压电驱动装置的示意结构图。图2是压电驱动部的示意结构图。图3是振动板的俯视图。图4是示出各压电驱动部与驱动电路的电连接状态的说明图。图5是示出压电驱动装置的动作的例子的说明图。图6是示出第一实施方式的变形例的压电驱动装置的示意结构的侧视图。图7是示出第二实施方式的压电驱动装置的示意结构的侧视图。图8是示出第三实施方式的压电驱动装置的示意结构的俯视图。图9是第四实施方式的压电驱动装置的示意结构图。图10是示出第四实施方式的压电驱动装置的制造工序的一例的流程图。图11是示出第四实施方式的变形例的压电驱动装置的示意结构的剖视图。图12是第五实施方式的压电驱动装置的示意结构图。图13是示出第五实施方式的压电驱动装置的制造工序的一例的一部分的说明图。图14是示出第五实施方式的压电驱动装置的制造工序的一例的另一部分的说明图。图15是示出第五实施方式的压电驱动装置的制造工序的一例的又一部分的说明图。图16是示出第六实施方式的压电驱动装置的示意结构的侧视图。图17是示出利用了压电驱动装置的机器人的一例的说明图。图18是机器人的手腕部分的说明图。图19是示出利用了压电驱动装置的送液泵的一例的说明图。具体实施方式A.第一实施方式:图1是本专利技术的第一实施方式的压电驱动装置11的示意结构图。图1(A)是压电驱动装置11的俯视图,图1(B)是其侧视图。压电驱动装置11具备振动板200和排列设置在振动板200的多个压电驱动部10。排列有压电驱动部10的振动板200被支承体30的支承部310支承并固定。压电驱动部10具备分别配置在振动板200的双面的2个压电振动体100。此外,在图1中,为便于图示,使用影线示出振动板200及支承体30。图2是压电驱动部10的示意结构图。图2(A)是压电驱动部10的俯视图,图2(B)是2(A)的B-B剖视图,图2(C)是2(A)的C-C剖视图。如上所述,压电驱动部10具备分别配置在振动板200的双面(第一面211(还称为“表面”或“上表面”)和第二面212(还称为“背面”或“下表面”))的2个压电振动体100。压电振动体100具备基板120、形成于基板120上的第一电极130、形成于第一电极130上的压电体140、以及形成于压电体140上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电驱动装置,其特征在于,具备:振动板;和多个压电驱动部,设置于所述振动板,并分别具有能够与被驱动体接触的接触部。

【技术特征摘要】
2015.02.18 JP 2015-0293861.一种压电驱动装置,其特征在于,具备:振动板;和多个压电驱动部,设置于所述振动板,并分别具有能够与被驱动体接触的接触部。2.根据权利要求1所述的压电驱动装置,其特征在于,所述多个压电驱动部分别具有包括压电体的压电振动体,所述压电体设置有电极。3.根据权利要求2所述的压电驱动装置,其特征在于,所述振动板具有第一面、第二面、以及将所述第一面与所述第二面之间连接的第三面和第四面,所述压电振动体设置于所述振动板的所述第一面,所述接触部是设置于所述振动板的所述第三面或所述第四面的突起部。4.根据权利要求3所述的压电驱动装置,其特征在于,所述压电驱动部具有设置于所述第二面的压电振动体。5.根据权利要求3所述的压电驱动装置,其特征在于,多个所述接触部排成一列地设置在所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员:宫泽修
申请(专利权)人:精工爱普生株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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