和层数可根据实际情况设定。例如，基体管100设置有至少三个，各基体管 100的大小不同且高度可相等，各基体管100依次套设，相邻的基体管100之间可嵌设有压 电管200。或者，基体管100设置有至少两个，各基体管100的大小不同且高度可相等，各基 体管100依次套设，相邻的基体管100之间可嵌设有压电管200,最内层的基体管100的内 侧也可粘接有压电管200,最外层的基体管100也可设置有压电管200。
[0032] 具体地，所述基体管100可以采用铜、铜合金、铝、铝合金或塑料等材料制成，本实 施例中，基体管100采用铜材料制成，基体管100可为铜管，其性能佳且成本低。
[0033] 具体地，所述压电管200通过粘接物粘接于所述基体管100的内侧或/和外侧，此 连接方式可靠。具体应用中，所述粘接物可为绝缘胶水等，其固化后形成粘接层。可以理解 地，压电管200也可通过其它方式固定连接或成型于所述基体管100的内侧壁、外侧壁。
[0034] 具体地，所述基体管100内侧或外侧可以粘接有至少两个所述并联连接的压电管 200,以提尚驱动力。
[0035] 具体的，压电管200的端部不凸出于基体管100的端部。
[0036] 具体地，如图3和图4所示，所述压电管200包括至少两段弧形压电段210,各所 述弧形压电段210合围形成所述压电管200,各所述弧形压电段210粘接于所述基体管100 的内侧或/和外侧，以便于装配。
[0037] 本实施例中，每个所述压电管200包括四段弧形压电段210。可采用四等分的方 法，将整个压电管200等分成四等分，再粘贴于基体管100的外表面，有利于加工制作，方便 压电管200粘贴；减少了圆周方向上的径向变形，提高了驱动元件工作可靠性；该对称粘贴 结构不影响压电复合管轴向驱动力和位移量。
[0038] 具体应用中，可以在所述基体管100与所述压电管200之间设置有凹凸配合结构， 例如，在压电管200的内侧一体设置有凸起结构，相应地在基体管100的侧壁设置有与凸起 结构匹配的凹陷结构，以进一步提高装置的可靠性。凸起结构可呈环状或块状等，基体管 100的侧壁相应地设置有环形凹槽、凹穴等，凸起结构可以插入凹陷结构内。
[0039] 具体地，所述压电管200不凸出于所述基体管100的两端。
[0040] 具体制造时，可以先将压电管200沿圆周方向切割成四等份，然后用绝缘胶将其 粘贴于基体管100的外表面或/和内表面。如此在每个基体管100上按一定间隔粘贴四个 压电管200,并完成一个铜-压电复合管驱动器的制作。
[0041] 通过将压电管200驱动元件切割成四等分粘贴于基体管100外表面，是因为PZT 压电材料脆性较大，由于d32应变效应的存在，使得在圆周方向产生伸/缩应变，如果保持 圆周整体结构，则在外加交变电场作用下，可能会使压电管200产生径向扩大与缩小变形， 长期工作则可能导致压电管200驱动功能的失效和碎裂。因此，本设计采用四等分的方法， 将整个压电管200等分成四等分，再粘贴于铜管外表面。此方法的优点有：
[0042] (1)有利于加工制作，方便压电管200粘贴；
[0043] (2)减少了圆周方向上的径向变形，提高了驱动元件工作可靠性；
[0044] (3)该对称粘贴结构不影响基体-压电复合管轴向驱动力和位移量。
[0045] 以下对本实用新型实施例提供的压电复合管驱动装置进行分析，根据线性应变理 论，对基体-压电复合管驱动器的静态驱动性能进行理论推导和分析，该静态驱动性能主 要包括驱动力和应变量。
[0046] 如图5所示，由于压电管200与薄壁基体管100之间是用粘贴剂粘贴，粘贴剂形成 粘接层300,故当压电驱动元件受激励电压作用时会产生拉伸形变（压缩变形情况类似）， 从而在剪切力Q作用下，会引起薄壁基体管100拉伸变形。压电驱动元件所受压缩力为PP， 薄壁基体管100所受拉伸力为P M。
[0047] 由图5,得：
【主权项】
1. 一种压电复合管驱动装置，其特征在于，包括驱动器、基体管，还包括固定套设于所 述基体管的内侧壁或/和外侧壁且用于驱动所述基体管以使所述基体管产生轴向变形的 压电管，所述压电管通过至少两股导线电连接于所述驱动器，所述导线包括金属导电芯和 包覆于所述金属导电芯的塑胶绝缘层。
2. 如权利要求1所述的压电复合管驱动装置，其特征在于，所述基体管的截面呈圆环 状。
3. 如权利要求1所述的压电复合管驱动装置，其特征在于，所述基体管采用铜、铜合 金、铝、铝合金、钛、钛合金或塑料材料制成。
4. 如权利要求1所述的压电复合管驱动装置，其特征在于，所述压电管通过粘接物粘 接于所述基体管的内侧或/和外侧。
5. 如权利要求1所述的压电复合管驱动装置，其特征在于，所述基体管内侧或外侧粘 接有至少两个所述压电管，各所述压电管并联连接或串联连接。
6. 如权利要求1至5中任一项所述的压电复合管驱动装置，其特征在于，所述压电管包 括至少两段弧形压电段，各所述弧形压电段合围形成所述压电管，各所述弧形压电段粘接 于所述基体管的内侧或/和外侧。
7. 如权利要求6所述的压电复合管驱动装置，其特征在于，每个所述压电管包括四段 弧形压电段。
8. 如权利要求4所述的压电复合管驱动装置，其特征在于，所述粘接物为绝缘胶水。
9. 如权利要求1至5中任一项所述的压电复合管驱动装置，其特征在于，所述基体管与 所述压电管之间设置有凹凸配合结构。
10. 如权利要求1至5中任一项所述的压电复合管驱动装置，其特征在于，所述压电管 不凸出于所述基体管的两端。
【专利摘要】本实用新型适用于压电驱动技术领域，提供了一种压电复合管驱动装置，包括驱动器、基体管，还包括固定套设于基体管的内侧壁或/和外侧壁且用于驱动所述基体管以使基体管产生轴向变形的压电管，压电管通过至少两股导线电连接于所述驱动器，所述导线包括金属导电芯和包覆于所述金属导电芯的塑胶绝缘层。本实用新型所提供的压电复合管驱动装置，压电管固定在基体管外层、内层或内外层，通过驱动该压电管而使基体管产生轴向驱动力和位移量，具有重量轻、结构简单、制作方便、动态驱动效果好、承载力强、驱动力和位移量可灵活设计等优点，可满足各种微纳米精确定位系统、微振动主动控制及隔振系统等对驱动元件的不同需求，具有良好的通用性。
【IPC分类】H02N2-00
【公开号】CN204271930
【申请号】CN201420650138
【发明人】孙亚飞, 李迎, 高西成, 陈达新, 王基维, 陈勖
【申请人】深圳信息职业技术学院
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年11月3日