一种压电振动模块制造技术

本发明专利技术涉及一种压电振动模块，该压电模块包括外壳(3)和设置在外壳(3)内的压电组件(1)，所述的压电组件(1)，该压电振动模块还包括用于将压电组件(1)变形量放大的位移放大机构，所述的压电组件(1)通过位移放大机构连接所述的外壳(3)，所述的压电组件(1)两侧的非电极面连接所述的位移放大机构。与现有技术相比，本发明专利技术压电振动模块具有响应快、振动力大等优点。

A new type of piezoelectric vibration module

The invention relates to a novel piezoelectric vibration module, the piezoelectric module includes a housing (3) and is arranged in the outer shell (3) piezoelectric component of the piezoelectric component (1), the (1), the piezoelectric vibration module also includes electrical components for the pressure (1) amplification mechanism of deformation the displacement of the piezoelectric amplifier, said component (1) is connected with the shell through the displacement amplification mechanism (3), the piezoelectric element (1) electrode surface on both sides of the non displacement mechanism is connected with the amplifier. Compared with the existing technology, the piezoelectric vibration module of the invention has the advantages of fast response and large vibration power.

【技术实现步骤摘要】
一种新型压电振动模块
本专利技术涉及压电振动领域，尤其是涉及一种新型压电振动模块。
技术介绍
压电振动模块可以作为便携式设备的触觉反馈振动源，提供100～300Hz范围内的振动。压电振动模块与电磁式振动模块相比，具有响应快的特点，为使用者提供清晰和丰富的振动。高品质的触觉反馈要求振动源响应快的同时也要具有大的振动力。根据牛顿第二定律，振动力与振动体的质量和振动体的加速度成正比。在频率不变的情况下，振动体的质量和振动体的振幅决定了振动力的大小。压电振动模块目前多采用悬臂梁驱动金属质量块的结构。这种结构为了给压电悬臂梁提供振动空间，导致在同样体积下，压电振动模块的金属块体积和金属块的振动空间都要比电磁式振动模块的体积和振动空间小。因此，在同一个频率下，同样体积大小的压电振动模块的振动力小于电磁式振动模块的振动力。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新型压电振动模块。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种新型压电振动模块，该压电模块包括外壳和设置在外壳内的压电组件，所述的压电组件，该压电振动模块还包括用于将压电组件变形量放大的位移放大机构，所述的压电组件通过位移放大机构连接所述的外壳，所述的压电组件两侧的非电极面连接所述的位移放大机构。所述的压电组件由多个压电元件连接而成，所述的压电元件均设有两对相对设置的电极面和非电极面，多个压电元件依次排列并通过所述的非电极面粘结形成所述的压电组件，首尾两个压电元件侧面的非电极面连接所述的位移放大机构。所述的压电元件包括多层压电片材，相邻压电片材之间设有金属内电极，所述的压电片材和金属内电极堆叠形成立方体结构，所述的立方体结构的两个相对面分别设有外电极进而形成所述的电极面，所述的压电元件的极化方向与所述的电极面平行。所述的位移放大机构包括两个曲柄连接件，压电组件两侧的非电极面分别通过一个曲柄连接件连接所述的外壳。所述的曲柄连接件包括第一曲柄和第二曲柄，所述的第一曲柄一端连接压电组件的非电极面，另一端连接第二曲柄一端，第二曲柄另一端连接所述的外壳，所述的第二曲柄不与压电组件接触。所述的位移放大机构包括环形封闭式框体，所述的压电组件置于框体内，压电组件棱角与框体接触，压电组件其余部位与框体之间留有间隙，所述的压电组件两侧的非电极面分别通过连接杆连接框体，所述的框体还通过支撑块连接所述的外壳。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术利用压电元件本身作为压电振动模块的质量块，与现有压电振动模块技术方案相比节省了质量块的空间，在相同体积下具有较大的振动力，或者在相同振动力的条件下具有较小的体积；(2)本专利技术在获取较大的振动力的同时，由于采用的是压电组件，因此响应速度要优于电磁式振动模块，因此本专利技术的压电振动模块集响应快、振动力大两大优点于一体；(3)本专利技术压电元件的极化方向与电极面平行，因此压电元件的外界驱动电压施加的方向与压电元件的极化方向垂直，这种结构使得压电元件在外界电压的作用下发生剪切变形，在不经过位移放大机构的情况下，这种结构是相同尺寸和外形条件下，压电元件输出位移最大的结构，输出较大的振动力的同时输出较大的位移；(4)本专利技术位移放大机构采用曲柄结构，该曲柄结构在压电元件剪切振动的驱动下，第一曲柄发生转动，这个转动引起第二曲柄的弯曲振动，使得压电元件相对于外壳产生数倍于剪切振动位移的上下振动，该移放大机构能够有效的将压电元件的位移放大，与此同时，该结构简单可靠；(5)本专利技术位移放大机构采用椭圆封闭式框体，该椭圆封闭式框体在压电元件的与该框体接触的四条棱线的作用下发生变形，当该框体的长轴方向伸长时，短轴方向缩短，反之亦然，并且短轴变形的位移是长轴的数倍，达到位移放大的目的，该放大机构结构紧凑，使得压电振动模块在提供同样的振动力的情况下，体积较小。附图说明图1为本专利技术压电振动模块中压电组件的俯视图；图2为本专利技术未极化前的压电元件结构示意图；图3为本专利技术压电元件的侧剖视图；图4为本专利技术实施例1中压电振动模块的剖视图；图5为本专利技术实施例2中压电振动模块的俯视图。图中，1为压电组件，11为压电元件，111、112、113、114和115为压电片材，121、122、123和124为金属内电极，131和132为外电极，141和142为极化电极，21和22为曲柄连接件，3为外壳，4为框体，41和42为连接杆，43和44为支撑块。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1一种新型压电振动模块，该压电模块包括外壳3和设置在外壳3内的压电组件1，压电组件1，该压电振动模块还包括用于将压电组件1变形量放大的位移放大机构，压电组件1通过位移放大机构连接外壳3，压电组件1两侧的非电极面连接位移放大机构。如图1所示，压电组件1由多个压电元件11连接而成，压电元件11均设有两对相对设置的电极面和非电极面，多个压电元件11依次排列并通过非电极面粘结形成压电组件1，首尾两个压电元件11侧面的非电极面连接位移放大机构。如图2和图3所示，压电元件11包括多层压电片材，相邻压电片材之间设有金属内电极，压电片材和金属内电极堆叠形成立方体结构，立方体结构的两个相对面分别设有外电极131和132，进而形成电极面，压电元件11的极化方向与电极面平行，因此压电元件11的外界驱动电压施加的方向与压电元件11的极化方向垂直，这种结构使得压电元件11在外界电压的作用下发生剪切变形，在不经过位移放大机构的情况下，这种结构是相同尺寸和外形条件下，压电元件11输出位移最大的结构，进而位移放大机构对位移放大，输出较大的振动力。图2示出了未极化前的压电元件11结构示意图，压电元件11采用共烧工艺制成陶瓷叠堆，然后，在压电元件11的金属内电极外露的两个面覆上外电极131和132，在同时垂直于外电极131和132和金属内电极的两个面覆上极化电极141和142；之后，在极化电极141和142两端施加1kV/mm-3kV/mm的电压，保持1分钟以上，使得压电元件11具有压电性。最后，用研磨、切割等方式将极化电极141和142去除。如图3所示，本实施例中压电元件11采用5层压电片材和4层金属内电极交替堆叠；外电极131和132涂敷在压电元件11两侧，其中外电极131与金属内电极121和123连接并与金属内电极122和124绝缘，外电极132与金属内电极122和124连接并与金属内电极121和123绝缘。如图4所示，位移放大机构包括两个曲柄连接件21和22，压电组件1两侧的非电极面分别通过一个曲柄连接件连接外壳3。曲柄连接件21和22包括第一曲柄和第二曲柄，第一曲柄一端连接压电组件1的非电极面，另一端连接第二曲柄一端，第二曲柄另一端连接外壳3，第二曲柄不与压电组件1接触。压电组件1作为整个压电振动模块的质量系统对外输出振动，位移放大机构将压电组件1的振动放大并对外输出。本实施例中位移放大机构的工作原理为：在压电元件11剪切振动的驱动下，第一曲柄发生转动，这个转动引起第二曲柄的弯曲振动，使得压电元件11相对于外壳3产生数倍于剪切振动位移的上下振动，从而位移放大机构有效的将压电元件的位移放大，与此同时，该结构简单可靠。实施例2本实施例与实施例1不同之处在于位移放大机构的具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型压电振动模块，该压电模块包括外壳(3)和设置在外壳(3)内的压电组件(1)，所述的压电组件(1)，其特征在于，该压电振动模块还包括用于将压电组件(1)变形量放大的位移放大机构，所述的压电组件(1)通过位移放大机构连接所述的外壳(3)，所述的压电组件(1)两侧的非电极面连接所述的位移放大机构。

【技术特征摘要】
1.一种新型压电振动模块，该压电模块包括外壳(3)和设置在外壳(3)内的压电组件(1)，所述的压电组件(1)，其特征在于，该压电振动模块还包括用于将压电组件(1)变形量放大的位移放大机构，所述的压电组件(1)通过位移放大机构连接所述的外壳(3)，所述的压电组件(1)两侧的非电极面连接所述的位移放大机构。2.根据权利要求1所述的一种新型压电振动模块，其特征在于，所述的压电组件(1)由多个压电元件(11)连接而成，所述的压电元件(11)均设有两对相对设置的电极面和非电极面，多个压电元件(11)依次排列并通过所述的非电极面粘结形成所述的压电组件(1)，首尾两个压电元件(11)侧面的非电极面连接所述的位移放大机构。3.根据权利要求2所述的一种新型压电振动模块，其特征在于，所述的压电元件(11)包括多层压电片材，相邻压电片材之间设有金属内电极，所述的压电片材和金属内电极堆叠形成立方体结构，所述的立方体结构的两个相对面分别设有外电极(131、132)进而形成所述的电极面，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾涛，赵程，张刚华，
申请(专利权)人：上海材料研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31