压电振子结构的制作方法

本发明涉及超声电机领域，尤其是压电振子结构。

背景技术：

在超声金属固结技术中，超声振动系统是决定整个超声系统性能的关键因素之一，随着超声固接技术的发展，要求能够固接的材料种类越来越多，同时需要更快的固接速度以及更大到的可加工规模，要满足这些新的加工需求首先需要更大功率的超声波换能器。

如中国发明专利公告号为cn207386797u、专利名称为一种金属箔带的激光辅助超声增材制造装置，该装置的滚焊压头两端均安装了超声换能器，该装置的超声换能器的输出功率上限为10kw，当需要10kw以上的输出功率时，显然该种超声换能器装置无法实现，有必要对该种结构进行改进。

技术实现要素：

本发明提供了压电振子结构，其克服了背景技术的所存在的不足。本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：

压电振子结构，其特征在于：它包括工具头部分、至少一组半波压电换能器和与半波压电换能器组数相同的连接件；

工具头部分包括焊头和分别与焊头两端相连接的两个配重块；

每组半波压电换能器中的每一半波压电换能器结构相同且均包括金属前盖板、压电陶瓷、金属后盖板和变幅杆,压电陶瓷连接在金属前盖板和金属后盖板之间，金属前盖板与变幅杆一端相连接，变幅杆另一端与连接件相连接；连接件与其中一配重块相连接；

配重块位于连接件的中心位置，每组半波压电换能器中的每一半波压电换能器的变幅杆与该侧的连接件中心之间的距离相同；在相同的电源的激励下，每组半波压电换能器中的每一半波压电换能器在纵振模态下做完全相同的同步纵向运动，以使得焊头的振幅叠加。

一较佳实施例之中：所述连接件为长条形，每组半波压电换能器包括两个半波压电换能器，两个半波压电换能器分别位于连接件的上下侧。

一较佳实施例之中：位于连接件上侧的半波压电换能器之变幅杆与连接件上端面以及位于连接件下侧的半波压电换能器之变幅杆与连接件下端面之间均具有一段相同的距离。

一较佳实施例之中：所述连接件为圆盘形，每组半波压电换能器包括三个或三个以上的半波压电换能器，三个或三个以上半波压电换能器围绕连接件中心环形间隔布置。

一较佳实施例之中：所述压电振子结构包括两组半波压电换能器和两个连接件，两个连接件分别与两个配重块相连接，两组半波压电换能器分别与两个连接件相连接。

一较佳实施例之中：所述焊头直径大于配重块直径。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.在工具头部分的一侧通过连接件将一组半波压电换能器的变幅杆与工具头的配重块相连接，由于配重块位于连接件的中心位置，每组半波压电换能器中的每一半波压电换能器的变幅杆与该侧的连接件中心之间的距离相同,使得在相同的电源的激励下，每组半波压电换能器中的每一半波压电换能器在纵振模态下做完全相同的同步纵向运动，以使得焊头的振幅叠加，焊头的振幅几乎为每组半波压电换能器中的每一半波压电换能器振幅的简单叠加，能量损耗小，使得该压电振子结构的输出功率得到极大提高，突破了现有技术中最大输出功率为10kw的束缚，可根据实际需要增减半波压电换能器的个数以达到所需的输出功率；同时，每组半波压电换能器中的每一个半波压电换能器均为间隔布置，能改善该压电振子结构的散热问题，减小该结构发热造成的能量损耗。

2.连接件为长条形，每组半波压电换能器包括两个半波压电换能器，两个半波压电换能器分别位于连接件的上下侧，该种压电振子结构适合所需功率相对较小的场合。

3.连接件为圆盘形，每组半波压电换能器包括三个或三个以上的半波压电换能器，该种压电振子结构适合所需功率相对较大的场合，在一定的尺寸范围内可增加圆盘尺寸，使得能安装的半波压电换能器就更多，得到的输出功率就更大。。

4.压电振子结构包括两组半波压电换能器和两个连接件，工具头部分左右两侧都连接有一组半波压电换能器，使得该压电振子结构的输出功率更大。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1绘示了一较佳实施例的压电振子结构的整体示意图。

图2绘示了另一较佳实施例的压电振子结构的正视示意图。

具体实施方式

请查阅图1，压电振子结构的一较佳实施例，所述的压电振子结构，它包括工具头部分、至少一组半波压电换能器和与半波压电换能器组数相同的连接件50。

工具头部分包括焊头10和分别与焊头10两端相连接的两个配重块20。

本实施例中，所述焊头10直径大于配重块20直径。

每组半波压电换能器中的每一半波压电换能器结构相同且均包括金属前盖板31、压电陶瓷32、金属后盖板33和变幅杆34,压电陶瓷32连接在金属前盖板31和金属后盖板33之间，金属前盖板31与变幅杆34一端相连接，变幅杆34另一端与连接件50相连接；连接件50与其中一配重块20相连接；

配重块20位于连接件50的中心位置，每组半波压电换能器中的每一半波压电换能器的变幅杆34与该侧的连接件50中心之间的距离相同；在相同的电源的激励下，每组半波压电换能器中的每一半波压电换能器在纵振模态下做完全相同的同步纵向运动，以使得焊头10的振幅叠加。

本实施例中，所述连接件50为长条形，每组半波压电换能器包括两个半波压电换能器，两个半波压电换能器分别位于连接件50的上下侧。

本实施例中，位于连接件50上侧的半波压电换能器之变幅杆34与连接件50上端面以及位于连接件50下侧的半波压电换能器之变幅杆34与连接件50下端面之间均具有一段相同的距离。使得在焊头10处叠加的振幅较大，得到的输出功率较现有的压电振子结构的输出功率大。

如图2所示，所述压电振子结构包括两组半波压电换能器和两个连接件50，两个连接件50分别与两个配重块20相连接，两组半波压电换能器分别与两个连接件50相连接。位于左侧的半波压电换能器振幅叠加之后的振动曲线为a，位于右侧的半波压电换能器振幅叠加之后的振动曲线为b，振动曲线a和振动曲线b在焊头10处再次进行叠加，使得焊头10的振幅相较于现有技术的焊头的振幅大的多。

根据需要，可将连接件50设计为圆盘形，每组半波压电换能器包括三个或三个以上的半波压电换能器，三个或三个以上半波压电换能器围绕连接件50中心环形间隔布置。在一定的尺寸范围内可增加圆盘尺寸，使得能安装的半波压电换能器就更多，得到的输出功率就更大。同理，每个半波压电换能器之变幅杆34与圆盘形连接件50均具有相同的距离，使得在焊头10处叠加的振幅较大。

在工具头部分的一侧通过连接件50将一组半波压电换能器的变幅杆与工具头的配重块20相连接，由于配重块20位于连接件50的中心位置，每组半波压电换能器中的每一半波压电换能器的变幅杆34与该侧的连接件50中心之间的距离相同,使得在相同的电源的激励下，每组半波压电换能器中的每一半波压电换能器在纵振模态下做完全相同的同步纵向运动，以使得焊头10的振幅叠加，焊头10的振幅几乎为每组半波压电换能器中的每一半波压电换能器振幅的简单叠加，能量损耗小，使得该压电振子结构的输出功率得到极大提高，突破了现有技术中最大输出功率为10kw的束缚，可根据实际需要增减半波压电换能器的个数以达到所需的输出功率；同时，每组半波压电换能器中的每一个半波压电换能器均为间隔布置，能改善该压电振子结构的散热问题，减小该结构发热造成的能量损耗。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。