一种以梁型压电促动器为驱动的变形镜的制作方法

本发明属于压电促动器技术领域，具体涉及一种大量程高谐振频率压电促动器。

背景技术：

压电材料具有优秀的力电耦合性能。压电材料研制的促动器具有反应速度快、精度高等特点，在工业界具有广泛的应用。然而，市场上压电促动器有普遍存在量程小局限性。由于量程小，压电促动器主动和自适应光学望远镜/射电望远镜应用上受到很大的限制。主动和自适应光学系统需要较高频率带宽，而这又很多程度上受制于系统所采用促动器谐振频率。

因此，有必要提供一种以梁型压电促动器为驱动的变形镜。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种以梁型压电促动器为驱动的变形镜。

本实用新型的技术方案如下：一种以梁型压电促动器为驱动的变形镜包括整体呈平板结构的镜片、压电促动器组、以及固定在所述压电促动器组和所述镜片的杆垫组，所述压电促动器组包括多个间隔设置的压电促动器，所述杆垫组包括多个相对平行间隔设置的杆垫，每一所述压电促动器通过一个所述杆垫固定在所述镜片的背面，且每一所述杆垫具有横截面为正方形的长方体结构；每一所述压电促动器均是具有直梁结构的梁型双压电促动器，并包括依次层叠设置的第一条形压电层、条形金属层和第二条形压电层，所述压电促动器的第一条形压电层和第二条形压电层均与具有相同电压的外电源电连接，所述条形金属层是所述第一条形压电层和所述第二条形压电层的共同电极，且所述条形 金属层接地设置。

优选地，每一所述压电促动器采取简支的方式支撑。

优选地，所述第一条形压电层和所述第二条形压电层均是由压电材料加工而成。

优选地，所述第一条形压电层、所述条形金属层和所述第二条形压电层的尺寸相同。

本实用新型的有益效果在于：所述以梁型压电促动器为驱动的变形镜中的压电促动器采用依次层叠设置的第一条形压电层、条形金属层和第二条形压电层的三层结构，而且所述第一条形压电层和所述第二条形压电层施加相同的电压时，由于电场方向相反，而极化方向相同，则所述第一条形压电层拉伸，所述第二条形压电层压缩，或者所述第二条形压电层拉伸，所述第一条形压电层压缩，从而导致整个压电结构实现弯曲形变，如拱穹状，从而获得大量程。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的以梁型压电促动器为驱动的变形镜的结构示意图；

图2是图1所示以梁型压电促动器为驱动的变形镜中压电促动器的结构示意图；

图3是图2所示压电促动器的弯曲示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

除非上下文另有特定清楚的描述，本实用新型中的元件和组件，数量既可以单个的形式存在，也可以多个的形式存在，本实用新型并不对此进行限定。可以理解，本文中所使用的术语“和/或”涉及且涵盖相关联的所列项目中的一者或一者以上的任何和所有可能的组合。

请同时参阅图1、图2和图3，图1是本实用新型实施例提供的以梁型压电促动器为驱动的变形镜的结构示意图；图2是图1所示以梁型压电促动器为驱动的变形镜中压电促动器的结构示意图；图3是图2所示压电促动器的弯曲示意图。本实用新型实施例提供的以梁型压电促动器为驱动的变形镜100包括整体呈平板结构的镜片10、压电促动器组20、以及固定在所述压电促动器组10和所述镜片20的杆垫组30，所述压电促动器组20包括多个间隔设置的压电促动器21，所述杆垫组30包括多个相对平行间隔设置的杆垫31，每一所述压电促动器21通过一个所述杆垫31固定在所述镜片10的背面，且每一所述杆垫31具有横截面为正方形的长方体结构。其中，所述镜片10是常规的光学镜片。

具体地，每一所述压电促动器21均是具有直梁结构的梁型双压电促动器，并包括依次层叠设置的第一条形压电层211、条形金属层212和第二条形压电层213，所述压电促动器21的第一条形压电层211和第二条形压电层213均与具有相同电压的外电源电连接，所述条形金属层212是所述第一条形压电层211和所述第二条形压电层213的共同电极，且所述条形金属层212接地设置。优选地，每一所述压电促动器21采取简支的方式支撑。可选择地，每一所述压电促动器21可以在其相对两端的边缘部分采取简支的方式支撑。

而且，所述第一条形压电层211和所述第二条形压电层213均是由压电材料加工而成，所述条形金属层212可以是有铁、铜、铝等金属或其合金加工而 成，本实用新型对此不作限定。进一步地，所述第一条形压电层211、所述条形金属层212和所述第二条形压电层213的尺寸相同。

具体地，所述压电促动器20的第一条形压电层211和第二条形压电层213的极化方向一致，都沿着压电片表面法向方向。如果当所述第一条形压电层211和所述第二条形压电层213施加相同的电压时，由于电场方向相反，而极化方向相同，则所述第一条形压电层211拉伸，所述第二条形压电层213压缩，或者所述第一条形压电层211压缩，所述第二条形压电层213拉伸，从而导致整个压电结构实现弯曲形变，如拱穹状，从而获得大量程。其中梁型压电促动器中心的形变产生最大形变位移，即促动器有效位移d。

需要说明的是，由于所述压电促动器21均是具有直梁结构的梁型双压电促动器，并且在其相对两端的边缘部分采取简支的方式支撑，从而使得所述压电促动器21对所述第一条形压电层211和所述第二条形压电层213的形变非常灵敏。

进一步地，从力学的应力-应变理论可知，两端分别简支支撑的梁型结构在应力作用下，由于简支梁的长条形结构，其在应力分布作用下更容易获得较大的形变。在本实施例中，由于所述压电促动器21的两端分别采取简支支撑，则当所述第一条形压电层211和所述第二条形压电层213在外电压作用下发生形变时，即使所述第一条形压电层211和所述第二条形压电层213产生微形变，也可以通过所述梁型双压电促动器的长条形梁状结构将所述微形变放大，从而获得放大的所述压电促动器21有效位移d。

相较于现有技术，本实用新型提供的以梁型压电促动器为驱动的变形镜100中的压电促动器21采用依次层叠设置的第一条形压电层211、条形金属层212 和第二条形压电层213的三层结构，而且所述第一条形压电层211和所述第二条形压电层213施加相同的电压时，由于电场方向相反，而极化方向相同，则所述第一条形压电层211拉伸，所述第二条形压电层213压缩，或者所述第二条形压电层213拉伸，所述第一条形压电层211压缩，从而导致整个压电结构实现弯曲形变，如拱穹状，从而获得大量程。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。