一种多层陶瓷共烧压电驱动器、压电马达及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多层陶瓷共烧压电驱动器、压电马达及其制备方法。本发明专利技术基于超材料基元序构思想设计了由(2×2)矩阵序构致动基元构成的矩形压电驱动器，每个致动基元均为头对头厚度极化、电学上并联的厚度型多层压电陶瓷。对一个对角线上的两个致动基元施加驱动电场，或者对两个对角线上的致动基元施加反平行驱动电场，不对称应变效应使压电驱动器产生一个平面内d

A multilayer ceramic co fired piezoelectric actuator, piezoelectric motor and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种多层陶瓷共烧压电驱动器、压电马达及其制备方法
本专利技术涉及精密驱动与定位技术，具体涉及一种基于超材料多致动基元序构思想设计的d34准切变模态可多层共烧驱动器及其共烧制备方法，以及一种工作在d34准切变模态、非谐振式纳米步进压电马达，该压电马达在宽范围具有纳米尺度精密驱动与定位功能。
技术介绍
压电马达是一种能够利用逆压电效应，将电能转换为机械能的精密驱动和执行器件。由于压电马达本身具有的结构紧凑、无电磁辐射、定位精度高、无噪声等优点，其在高精制造业、微机电系统开发、光通讯、光学系统定位、生物医学操作等领域中扮演着越来越重要的角色。随着国家对这些高精尖技术的重视与发展，对压电马达的分辨率及设计方法提出了越来越高的要求。根据工作模态的不同，可以将压电马达分为谐振式压电马达和非谐振式压电马达。由于谐振式压电马达工作在其谐振频率下，但压电材料本身对环境温度变化、负载都很敏感，其谐振频率很容易受环境影响而产生漂移，因此造成马达工作性能不稳定。同时，谐振式压电马达的位移分辨率往往较低，很难满足较高定位精度的要求。因此，非谐振式压电步进马达因其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电驱动器，为多层陶瓷共烧压电驱动器，其特征在于，所述压电驱动器为矩形结构，由(2×2)矩阵序构的四个致动基元构成；每个致动基元均为厚度型多层压电陶瓷结构，每个致动基元中各陶瓷片叠层采用厚度方向头对头极化方式，电学上为并联连接，每层陶瓷片的极化电极同时也是其驱动电压的施加电极；四个致动基元按从上到下、从左到右的顺序依次编号为1-A

【技术特征摘要】
1.一种压电驱动器，为多层陶瓷共烧压电驱动器，其特征在于，所述压电驱动器为矩形结构，由(2×2)矩阵序构的四个致动基元构成；每个致动基元均为厚度型多层压电陶瓷结构，每个致动基元中各陶瓷片叠层采用厚度方向头对头极化方式，电学上为并联连接，每层陶瓷片的极化电极同时也是其驱动电压的施加电极；四个致动基元按从上到下、从左到右的顺序依次编号为1-A11、1-A12、1-A21和1-A22，若致动基元1-A11、1-A22的驱动电场方向与致动基元1-A12、1-A21的驱动电场方向反平行，在压电陶瓷的d33纵应变效应和d31横应变效应作用下，该矩形压电驱动器将沿对角线i-i方向伸长或缩短，同时沿另一个对角线ii-ii方向缩短或伸长；或者，驱动电场只施加在一个对角线上的两个致动基元上，也将造成该压电驱动器沿对角线的不对称应变；两对角线上不对称应变效应激发压电驱动器产生面内d34准切变模态振动。


2.一种压电马达，为d34准切变模态非谐振式纳米步进压电马达，包括权利要求1所述的压电驱动器和固定基板、摩擦头和摩擦片，其中所述压电驱动器的底面固定在固定基板上，摩擦头固定在压电驱动器的上表面，摩擦头和摩擦片弹性接触；所述压电驱动器带动摩擦头产生倾斜的、方向可控的周期性非谐振动和位移输出，摩擦头再通过摩擦力的作用推动与之摩擦接触的摩擦片移动，从而使与摩擦片粘接的部件沿导轨产生直线运动。


3.如权利要求2所述的压电马达，其特征在于，所述压电马达包括权利要求1所述的压电驱动器、摩擦头、固定组件、滑动组件和预紧力组件，其中，所述固定组件包括固定基板和基座，所述滑动组件包括摩擦片、滑块和导轨；所述压电驱动器底面粘接在固定基板上，摩擦头粘接在压电驱动器上表面；摩擦片粘接在滑块上，滑块可沿导轨滑动；预紧力组件将固定基板与基座连接，同时，在预紧力组件提供的预紧力作用下所述摩擦头与摩擦片弹性接触。


4.如权利要求2所述的压电马达，其特征在于，所述摩擦头为圆柱状、球形或梯形结构；所述摩擦头位于所述压电驱动器上表面的中部区域和/或两端区域，一个或多个摩擦头与所述摩擦片有一个或多个接触区域。


5.如权利要求2所述的压电马达，其特征在于，所述压电驱动器的上表面与一薄板固定连接，一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：董蜀湘，李占淼，高翔宇，辛旭东，杨继昆，罗亮，
申请(专利权)人：北京大学，北京航天芯智汇物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11