压电振动模块的制作方法
【专利摘要】本发明涉及压电技术领域，尤其是涉及一种压电振动模块。本发明的目的在于提供一种压电振动模块，以解决现有压电振动模块的无法提供水平振动模式以及产品过厚的问题。本发明公开了一种压电振动模块，包括外壳、振动单元、惯性体和支架；振动单元、惯性体和支架位于外壳的容置腔内，惯性体位于振动单元边侧并与振动单元平行设置，支架位于惯性体和振动单元之间并连接惯性体和振动单元，支架的中部与惯性体贴合，支架两端与振动单元的两端贴合，振动单元通过支架将其振动传递给惯性体以实现压电振动模块的横向振动。本发明提供的压电振动模块的有益效果在于：不仅减薄了产品的厚度，而且实现了横向振动模式。
【专利说明】
压电振动模块
技术领域
[0001]本发明涉及压电技术领域，尤其是涉及一种压电振动模块。
【背景技术】
[0002]触觉反馈技术是一种通过作用力、振动等一系列动作为使用者再现触感的人机交互方式。压电振动模块是触觉反馈技术中的主要硬件，其可以提供低功耗、振动清晰的触觉反馈。
[0003]如图4所示，现有技术中的压电振动模块一般包括:底板P、振子V、质量块Y、固定块4'和外壳5'。振子2'的中间部位通过固定块4'与底板I'固定，质量块3'设置在振子2'上部，外壳5丨套设在质量块3丨上部，振子2丨的振动驱动质量块3丨的振动从而实现压电振动模块竖直方向的振动。
[0004]—方面，现有的压电振动马达的振动大多是垂直于水平方向的振动(如图4)，因而无法提供设备与人体接触面在水平方向上的触感。
[0005]另一方面，现有技术中的压电振动模块在竖直方向设置，导致运用压电振动模块的产品厚度较厚，无法适应现代工业中电子产品朝向超薄方向方向发展的趋势。
[0006]结合以上两个方面，现有技术中的压电振动模块存在的问题在于:无法提供水平振动模式以及产品过厚。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种压电振动模块，以解决现有压电振动模块的无法提供水平振动模式以及产品过厚的问题。
[0008]本发明公开了一种压电振动模块，包括外壳、振动单元、惯性体和支架；
[0009]所述振动单元、所述惯性体和所述支架位于所述外壳的容置腔内，所述惯性体位于所述振动单元边侧并与所述振动单元平行设置，所述支架位于所述惯性体和所述振动单元之间并连接所述惯性体和所述振动单元，所述支架的中部与所述惯性体贴合，所述支架两端与所述振动单元的两端贴合，所述振动单元通过所述支架将其振动传递给所述惯性体以实现压电振动模块的横向振动。
[0010]更进一步的，所述振动单元包括压电体和基板，所述压电体贴合于所述基板的侧壁上。
[0011]更进一步的，所述压电体设置有两个，两个所述压电体对称设置于所述基板的两侧壁上。
[0012]更进一步的，所述惯性体设置有两个，两个所述惯性体对称设置于所述振动单元两侧。
[0013]更进一步的，所述支架设置有两个，两个所述支架对称设置于所述振动单元两侧。
[0014]更进一步的，所述支架包括第一连接部、弯曲部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部设置为水平板状结构，所述弯曲部设置为弧形结构，所述第一连接部和所述第二连接部通过所述弯曲部连接整体呈几字形结构。
[0015]更进一步的，所述第一连接部贴合于所述基板上，所述第二连接部贴合于所述惯性体上。
[0016]更进一步的，所述振动单元与所述外壳底面之间设置有支撑件，以使所述振动单元、所述惯性体和所述支架悬空。
[0017]更进一步的，所述支撑件的上下两端分别与所述基板和所述外壳的底面固定连接。
[0018]更进一步的，所述支撑件设置为平面板状结构。
[0019]结合以上技术方案，由于所述惯性体位于所述振动单元边侧并与所述振动单元平行设置，振动模块将其横向振动传递给惯性体，从而实现了压电振动模块的横向振动；而且，振动模块和惯性体的水平分布方式相对于现有技术中的竖直分布方式，产品的厚度得到了减薄。因此，本发明提供的压电振动模块的有益效果在于:不仅减薄了产品的厚度，而且实现了横向振动模式。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021 ]图1为本发明提供的压电振动模块的正视图；
[0022]图2为图1中I的局部放大图；
[0023]图3为本发明提供的压电振动模块的结构示意图；
[0024]图4为现有技术中的压电振动模块的结构示意图。
[0025]附图标记
[0026]1-外壳；2-振动单元； 3-惯性体；
[0027]4-支架；5-支撑件；21-压电体；
[0028]22-基板；41-第一连接部；42-弯曲部；
[0029]43-第二连接部。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0033]请参见图1、图2和图3，本发明公开了一种压电振动模块，包括外壳1、振动单元2、惯性体3和支架4;外壳I内设置有用于容纳振动单元2、惯性体3和支架4的容置腔，惯性体3设置于振动单元2的边侧且与振动单元2平行，振动单元2通过支架4与惯性体3连接。外壳I用于给惯性体3、振动单元2和支架4提供支撑力并容纳惯性体3、振动单元2和支架4，振动单元2通过支架4将其振动传递给惯性体3以实现压电振动莫模块的横向振动。
[0034]外壳I设置为箱体结构。外壳I的材质包括但不限定为金属材料或者塑料。为提高压电振动模块的机械强度和可靠性，外壳I的材质优选为金属材料。外壳I的形状可以是长方体箱体结构、正方体箱体结构或者其他异形结构。长方体箱体结构或正方体箱体结构的外壳I具有通用性且加工难度低，异形结构的外壳I能够适应特殊应用场合。需要说明的是，在满足外壳I内的惯性体3和振动单元2的正常工作性能的前提下，可对外壳I作出其他形式的变形以满足工业生产需求。
[0035]振动单元2位于外壳I的容置腔的几何中心，振动单元2设置为长条形板状结构，其两端分别与支架4连接。该实施例中，振动单元2与支架4的连接方式包括但不限定为焊接、粘结的方式。优选地，振动单元2与支架4焊接以避免振动单元2与支架4之间的松动，提高压电振动模块的稳定性和牢固性。考虑到成本以及可操作性，振动单元2与支架4也可以通过粘合剂连接，粘合剂可以是但不限定为环氧树脂，环氧树脂可以在保证粘合力的同时，吸收外部冲击的压力，以牢固结合振动单元2和支架4。本领域技术人员应当理解，以上说明的连接的方式只是优选实施例，当然，振动单元2与支架4之间采用的其他形式的配合结构也应在本发明要求保护的技术方案的范围之内。
[0036]该实施例的可选方案中，该振动单元2包括压电体21和基板22，压电体21贴合于基板22的侧壁上。压电体21的长度小于基板22的长度。压电体21两端部距离基板22两端部的距离相等，即基板22两端伸出于压电体21的长度相等。基板22两端部与支架4的两端部贴合，支架4的两端部从基板22的两端部水平向内延伸，然后与基板22分离并向惯性体3的方向延伸直至与惯性体3贴合。需要注意的是，压电体21与该分离点之间具有一定间距。压电体21和基板22固定连接，固定连接的方式优选为粘结，具体的，压电体21和基板22通过粘合剂粘结，粘合剂可以是，但不限定于环氧树脂，环氧树脂可以在保证粘合力的同时，吸收外部冲击的压力，以牢固结合压电体21和基板22，延长振动单元2的使用寿命(现有的振动单元2在使用中经常发生压电体21和基板22在使用过程中的分离问题)。
[0037]该可选方案中，为提高压电振动模块的振动效果，以及保证基板22在左右方向振动的平衡性，压电体21优选设置为两个，两个压电体21分别设置于基板22的两侧壁上，两个压电体21长度相等且其上端面与基板22的上端面齐平。本领域技术人员应当理解，基于成本方面或者其他可行性方面的考量，压电体21也可设置为一个，一个压电体21贴合于基板22的一侧并通过该压电体21自身的振动带动基板22振动。
[0038]本实施例提供的压电体21的材料包括但不限定于:无机压电材料、有机压电材料或复合压电材料。无机压电材料优选为压电陶瓷和压电晶体，压电陶瓷压电性强、介电常数高，可以加工成任意形状。压电晶体，例如石英，介电常数低，但稳定性好。有机压电材料，例如聚偏氟乙烯，材质柔韧，低密度，低阻抗和高压电常数。复合压电材料是无机压电陶瓷和有机高分子树脂构成的压电复合材料，兼备无机和有机压电材料的性能。
[0039]本实施例提供的基板22的材料包括但不限定于:纤维材料或金属材料。采用纤维材料或者金属材料的基板22需具有一定的弹性，以快速响应压电体21的振动，并将其振动通过支架4传递给惯性体3。
[0040]惯性体3位于振动单元2—侧并与振动单元2平行设置，惯性体3的材质优选设置为高密度的金属材料或非金属材料。惯性体3的形状可以是但不限定为长方体结构或者正方体结构。需要说明的是:惯性体32与外壳11的侧壁之间均预留有一定间隙以避免外壳I在惯性体3振动过程中对其造成影响。间隙的宽度可根据实际工业生产的需要而设计，若惯性体3的振动量大，则间隙的宽度应预留较宽，若惯性体3的振动量小，则间隙的宽度应预留较小。
[0041]该实施例中，对惯性体3进行了进一步的改进，具体而言，惯性体3上部设置有塑封部，塑封部包裹有连接在惯性体3上表面的接触端子，接触端子通过导线与采用了该压电振动模块的设备内的电路系统连接。塑封部由硅树脂、氨基甲酸乙酯、橡胶聚合物中的一种或多种材料组成，以上所列物质一方面可以提高惯性体3的耐久性，减缓该压电振动模块被氧化的速度，另一方面可以增加接触端子与惯性体3的粘结强度，避免接触端子与惯性体3在受到外部冲击时发生脱落的故障。具体而言，采用了该压电振动模块的电子设备例如智能手机，会由于使用者或者操作者的不慎而导致电子设备受到较大的力学冲击而造成压电振动模块的破损，并且，由于振动单元2和惯性体3的材料和受力上的差异导致振动单元2和惯性体3在受到冲击时易于分离。塑封部与惯性体3的粘结强度高，且不容易从惯性体3上脱落，接触端子密封于塑封部内可以显著提高惯性体3的耐久性。
[0042]为进一步提高压电振动模块的振动强度和效果，该实施例的优选方案中，惯性体3设置为两个，两个惯性体3分设于振动单元2的两侧，振动单元2位于两个惯性体3中间，压电振动模块在两个惯性体3的作用下振动效果得到增强。
[0043]在该实施例的可选方案中，支架4位于惯性体3和振动单元2之间并连接惯性体3和振动单元2，支架4呈“几”字形，支架4的中部的外侧与惯性体3贴合，支架4两端与振动单元2的两端连接。支架4的上端面和下端面与惯性体3的上端面和下端面齐平。支架4与惯性体3固定连接，固定连接的方式优选为粘结，具体的，支架4与惯性体3通过粘合剂粘结，粘合剂可以是，但不限定于环氧树脂，环氧树脂可以在保证粘合力的同时，吸收外部冲击的压力，以牢固结合支架4与惯性体3，延长压电振动模块的使用寿命。
[0044]该可选方案中，支架4设置有两个，两个支架4分别设置于振动单元2的两侧并连接振动单元2和惯性体3，两个支架4以振动单元2为轴线对称设置。
[0045]支架4包括第一连接部41、弯曲部42和第二连接部43，第一连接部41和第二连接部43设置为水平板状结构，弯曲部42设置为弧形结构，第一连接部41和第二连接部43通过弯曲部42连接。第一连接部41贴合于基板22上并与基板22固定连接，第二连接部43贴合于惯性体3上并与惯性体3固定连接。具体的，支架4的端部与基板22的端部齐平，其在水平方向上向内延伸，支架4与基板22贴合的部分设置为第一连接部41。弯曲部42为支架4从与基板22分离的位置到支架4与惯性体3连接的位置之间的区域，弯曲部42设置有两个凸出部，其一，第一连接部41向弯曲部42过渡，弯曲部42向内凸出；其二，弯曲部42向第二连接部43过渡，弯曲部42向外凸出。籍此，可实现第一连接部41到第二连接部43的平滑过渡。第二连接部43设置为水平结构，第二连接部43的外侧与惯性体3贴合。需要说明的是，单个支架4的两端均设置为上述结构，即单个支架4包括两个第一连接部41、两个弯曲部42和一个第二连接部43，两个第一连接部41和两个弯曲部42分设于一个第二连接部43的两端。
[0046]应当理解，支架4的上述结构形式为机械领域常见的结构形式，所属技术领域技术人员通过上述结构形式或结合所属领域的常规技术手段得到技术教导而获得的其他结构形式均应在该发明要求保护的技术方案的范围之内。
[0047]还需要说明的是，请参见图3，振动单元2与外壳I底面之间设置有支撑件5，以使惯性体3、支架4和振动模块与外壳I底面之间设置有空隙。支撑件5的上下两端分别与基板22和外壳I的底面固定连接。支撑件5设置为平面板状结构。支撑件5设置在振动单元2的中间位置，籍此，基于支撑件5的设计方案，压电振动模块形成了双悬臂梁的结构形式。压电振动模块竖直方向的支撑力由支撑件5提供。本实施例提供的支撑件5的材料包括但不限定于:纤维材料或金属材料。采用纤维材料或者金属材料的支撑架需具有一定的弹性。
[0048]支撑件5的上下两端分别与基板22和外壳I的底面固定连接的方式可以是，但不限定于粘结、焊接和卡接。
[0049]具体的，
[0050]方式一:支撑件5与振动单元2和外壳I的底部通过粘合剂连接，粘合剂优选为环氧树脂，环氧树脂可以在保证粘合力的同时，并吸收外部冲击的压力，增加其结合的牢固性，延长压电振动模块的使用寿命。
[0051]方式二;支撑件5与振动单元2—体连接，支撑件5与外壳I的底部卡接，卡接的方式不限定为榫卯连接，例如可以是，外壳I的底部设置卡槽，支撑件5靠近外壳I的端部设置榫头，上述卡槽与榫头适配。
[0052]该实施例中，对支撑件5进行了进一步地变形，具体而言，支撑件5设置为具有多个支脚的支架4，支脚的数量优选设置为两个，相应的，外壳I底板上设置有用于卡装两个支脚的卡槽。所属领域技术人员应当理解，上述结构形式为机械领域的常见结构形式，其他形式的变形也应在该发明要求保护的技术方案的保护范围之内。
[0053]为了更进一步提高压电振动模块的振动效果，达到在较小电流的作用下实现较大的振动量，本发明提供的压电振动模块可以在竖直方向上相互堆叠，多个惯性体3的振动作用相互叠加，从而实现在较小的电流下产生较大的振动量。
[0054]结合以上技术方案，由于所述惯性体位于所述振动单元边侧并与所述振动单元平行设置，振动模块将其横向振动传递给惯性体，从而实现了压电振动模块的横向振动；而且，振动模块和惯性体的水平分布方式相对于现有技术中的竖直分布方式，产品的厚度得到了减薄。因此，本发明提供的压电振动模块的有益效果在于:不仅减薄了产品的厚度，而且实现了横向振动模式。
[0055]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种压电振动模块，其特征在于，包括外壳(I)、振动单元(2)、惯性体(3)和支架(4); 所述振动单元(2)、所述惯性体(3)和所述支架(4)位于所述外壳(I)的容置腔内，所述惯性体(3)位于所述振动单元(2)边侧并与所述振动单元(2)平行设置，所述支架(4)位于所述惯性体(3)和所述振动单元(2)之间并连接所述惯性体(3)和所述振动单元(2)，所述支架(4)的中部与所述惯性体(3)贴合，所述支架(4)两端与所述振动单元(2)的两端贴合，所述振动单元(2)通过所述支架(4)将其振动传递给所述惯性体(2)以实现压电振动模块的横向振动。2.根据权利要求1所述的压电振动模块，其特征在于，所述振动单元(2)包括压电体(21)和基板(22)，所述压电体(21)贴合于所述基板(22)的侧壁上。3.根据权利要求2所述的压电振动模块，其特征在于，所述压电体(21)设置有两个，两个所述压电体(21)对称设置于所述基板(22)的两侧壁上。4.根据权利要求3所述的压电振动模块，其特征在于，所述惯性体(3)设置有两个，两个所述惯性体(3)对称设置于所述振动单元(2)两侧。5.根据权利要求4所述的压电振动模块，其特征在于，所述支架(4)设置有两个，两个所述支架(4)对称设置于所述振动单元(2)两侧。6.根据权利要求5所述的压电振动模块，其特征在于，所述支架(4)包括第一连接部(41)、弯曲部(42)和第二连接部(43)，所述第一连接部(41)和所述第二连接部(43)设置为水平板状结构，所述弯曲部(42)设置为弧形结构，所述第一连接部(41)和所述第二连接部(43)通过所述弯曲部(42)连接整体呈几字形结构。7.根据权利要求6所述的压电振动模块，其特征在于，所述第一连接部(41)贴合于所述基板(22)上，所述第二连接部(43)贴合于所述惯性体(3)上。8.根据权利要求1所述的压电振动模块，其特征在于，所述振动单元(2)与所述外壳(I)底面之间设置有支撑件(5)，以使所述振动单元(2)、所述惯性体(3)和所述支架(4)悬空。9.根据权利要求8所述的压电振动模块，其特征在于，所述支撑件(5)的上下两端分别与所述基板(22)和所述外壳(I)的底面固定连接。10.根据权利要求9所述的压电振动模块，其特征在于，所述支撑件(5)设置为平面板状结构。
【文档编号】G06F3/01GK105975087SQ201610411974
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】赵程, 范冠锋, 范景波, 髙洪程, 马跃, 方响华
【申请人】苏州攀特电陶科技股份有限公司