一种预应力可调式压电振子选针器的制作方法

本发明属于压电陶瓷经编机技术领域，具体涉及一种预应力可调式压电振子选针器。

背景技术：

在机械纺织业中，选针器是用来实施选针控制的关键元件，它的结构、性能等都将直接影响选针控制的准确性和可靠性。传统压电式选针器利用逆压电效应使压电元件弯曲到预先记忆的形状来进行选针，具有响应速度快、发热少、耗电小的特点，但其出针力度不够，位移输出能力低，易致使花样缝制质量差。通过使用预应力压电选针器可增大振幅和输出力并有效提高出针力度使输出位移增大，然而其技术难点在于需要在装配之前预先施加预应力，在实际装配过程中，施加预应力操作复杂，且操作过程要求精度高。

技术实现要素：

为了解决目前传统压电选针器输出位移小，而预应力压电选针器施加预应力操作复杂，且加工过程精度要求高的问题，提出了一种预应力可调式压电振子选针器，该预应力可调式压电振子选针器中的弹性基板布置有弯板预紧臂，通过对表面贴有的预紧压电陶瓷施加直流电压产生预紧力，相比于以往的预应力压电选针器，本发明施加预应力操作简单，并且可以按需施加预应力，具有易装配、预应力可调、输出位移大、使用寿命长等优点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种预应力可调式压电振子选针器，包括压电振子、刀头连接销、中间圆柱销、顶部定位销和预紧压电陶瓷，其中：

所述压电振子由弹性基板和四片压电陶瓷组成；所述弹性基板包括两个侧悬臂、中间悬臂和悬臂连接区；所述两个侧悬臂关于中间悬臂对称布置；所述两个侧悬臂和中间悬臂同侧一端布置在所述顶部定位销上；所述两个侧悬臂的上下表面分别布置薄片型结构的压电陶瓷；所述中间悬臂靠近顶部定位销的一端布置有弯板预紧臂；所述弯板预紧臂为沿长度方向折成v形的薄板结构，由相互成一定夹角的两矩形面构成，弯板折痕与长度方向垂直；所述弯板预紧臂的两个矩形面上粘贴有预紧压电陶瓷，施加直流电压通过逆压电效应使弯板预紧臂发生弯曲，进而产生预应力；所述两个侧悬臂和中间悬臂布置在所述悬臂连接区的同一侧；所述刀头连接销布置在所述悬臂连接区的另一侧；所述中间圆柱销布置在所述悬臂连接区上靠近两个侧悬臂的一侧。

工作时，给预紧压电陶瓷施加直流电压，弯板预紧臂受力发生弯曲变形，拉紧中间悬臂，此时压电振子的两个侧悬臂受到中间悬臂的拉力被施加上预应力。在压电振子上施加交流驱动信号后，压电振子在交变电压的作用下发生往复弯曲变形，压电振子带动选针器输出位移，实现可调式选择性的出针，完成针的机械化运行，实现花样的缝制。停止工作后，预紧压电陶瓷停止供电，弯板预紧臂恢复原状，预应力消失。与以往预应力压电选针器相比，本发明中的压电振子采用预紧压电陶瓷施加预应力，操作简单，可以按需施加预应力，具有易装配、预应力可调、输出位移大、使用寿命长等优点。

附图说明

图1是本发明一种预应力可调式压电振子选针器结构示意图。

图2是本发明一种预应力可调式压电振子选针器的侧视图。

图3是本发明所采用弹性基板结构示意图。

图4是本发明所采用弯板预紧臂和预紧压电陶瓷安装关系示意图。

图5是本发明所采用弯板预紧臂受力弯曲示意图。

具体实施方式

参照图1、图2、图3、图4和图5，本发明的一种预应力可调式压电振子选针器由压电振子1、刀头连接销2、中间圆柱销3、顶部定位销4和预紧压电陶瓷5构成，其中：

所述压电振子1由弹性基板11和四片压电陶瓷12组成；所述弹性基板11包括两个侧悬臂111、中间悬臂112和悬臂连接区113；所述两个侧悬臂111关于中间悬臂112对称布置；所述两个侧悬臂111和中间悬臂112同侧一端布置在所述顶部定位销4上；所述两个侧悬臂111的上下表面分别布置薄片型结构的压电陶瓷12；所述中间悬臂112靠近顶部定位销4的一端布置有弯板预紧臂1121；所述弯板预紧臂1121为沿长度方向折成v形的薄板结构，由相互成一定夹角的两矩形面构成，弯板折痕与长度方向垂直；所述弯板预紧臂1121的两个矩形面上粘贴有预紧压电陶瓷5；所述两个侧悬臂111和中间悬臂112布置在所述悬臂连接区113的同一侧；所述刀头连接销2布置在所述悬臂连接区113的另一侧；所述中间圆柱销3布置在所述悬臂连接区113上靠近两个侧悬臂111的一侧。

工作时，对预紧压电陶瓷5施加直流电压使其产生弯曲变形，压电振子1产生预应力，在交变电压的作用下发生往复弯曲变形，带动刀头连接销2运动，实现整个选针器的输出位移。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种预应力可调式压电振子选针器，包括：压电振子、刀头连接销、中间圆柱销、顶部定位销和预紧压电陶瓷，其中：所述压电振子由弹性基板和压电陶瓷组成；所述弹性基板包括两个侧悬臂、中间悬臂、悬臂连接区；所述中间悬臂布置有弯板预紧臂；所述弯板预紧臂为沿长度方向折成V形的薄板结构，由相互成一定夹角的两矩形面构成；所述预紧压电陶瓷粘贴在弯板预紧臂的两矩形面上，施加直流电压以产生预应力形成预变形，压电振子在交流电压的作用下产生往复运动，选针器输出位移实现可调式选择性出针，实现花样缝制，本发明在压电陶瓷经编机领域有广泛的应用，与以往预应力压电选针器相比，具有易装配、预应力可调等优点。

技术研发人员：吴越;刘多;王旭;涂前进
受保护的技术使用者：长春上缘科技发展有限公司
技术研发日：2016.07.04
技术公布日：2018.01.12