具有柔性预紧机构和隔离片的压电换能器的制作方法

本发明涉及电子器件技术领域，尤其涉及一种具有柔性预紧机构和隔离片的压电换能器。

背景技术：

压电换能器一般由背板，超声振子，变幅杆，固定脚和键合工具组成。压电换能器是利用与其谐振频率相同的压电陶瓷的压电效应，将电能转换为机械振动。因此，作为一种能量转换器件，压电换能器的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)输出。

然而，现有的压电换能器由于背板与超声振子之间、变幅杆与超声振子之间均为直接连接，没有做电气隔离；因背板和变幅杆作为零位的连接容易引入对地噪声，影响零位电平，从而影响超声振子的输出。此外，由于超声振子中的电极具有一定的厚度，不可忽略，因此，双层电极会导致超声振子不对称，影响超声振子的输出。

此外，现有的换能器一般不具有预紧机构，安装时只能安装在与其尺寸一样大的安装空间或比其尺寸较大的安装空间；当预留的安装空间较小时，只能更换较小的换能器。此外，现有的换能器由于不具有预紧机构，只能通过螺丝固定，在安装时不能进行预安装进行对位调整，当出现安装位置有偏差时，需要将螺丝松开，再将整个换能器取下重新进行安装，导致安装困难。

技术实现要素：

本发明提供一种有效隔离外来噪声，改善超声振子的输出，而且能够进行预安装对位调整，降低安装难度的具有柔性预紧机构和隔离片的压电换能器。

本发明采用的技术方案为：一种具有柔性预紧机构和隔离片的压电换能器，包括：预紧机构、变幅杆、背板以及超声振子，所述变幅杆连接在所述预紧机构的前端，所述背板连接在所述预紧机构的后端，所述预紧机构的中间设有安装空间，所述超声振子位于所述安装空间内，所述安装空间的左、右两侧壁的中间均向外凸伸形成固定部，每一所述固定部到所述背板之间的侧壁为弹簧状的连接壁。

进一步地，所述安装空间的左侧壁以及右侧壁靠近所述变幅杆的位置均凸设有第一凸起部，每一个所述第一凸起部上均设有第一穿槽。

进一步地，所述安装空间的左侧壁以及右侧壁还设有第二穿槽，每一所述第二穿槽位于每一所述第一凸起部和每一所述固定部之间。

进一步地，所述背板的左右两侧均向外凸伸形成第二凸起部，每一所述第二凸起部上均设有第三穿槽。

进一步地，所述超声振子靠近所述变幅杆的一端设有第一隔离层，所述第一隔离层位于所述变幅杆和所述超声振子之间，所述超声振子靠近所述背板的一端设有第二隔离层，所述第二隔离层位于所述背板与所述超声振子之间。

进一步地，所述安装空间的左侧壁以及右侧壁与所述超声振子之间均存在间隙。

进一步地，所述第一隔离层和所述第二隔离层的厚度均大于0mm，小于等于1mm。

进一步地，所述第一隔离层和所述第二隔离层为陶瓷层，压电陶瓷层，红宝石层或蓝宝石层中的一种或多种。

进一步地，所述变幅杆的前端开有安装孔，所述安装孔内安装有键合工具；且所述变幅杆靠近所述键合工具的位置安装有固定螺丝，所述固定螺丝与所述键合工具相互垂直。

进一步地，每一所述固定部均开有供螺丝穿过的固定孔。

相较于现有技术，本发明具有柔性预紧机构和隔离片的压电换能器通过设置预紧机构连接在变幅杆和背板之间，超声振子安装在预紧机构内，位于变幅杆和背板之间，从而使得换能器具有预紧的功能，安装时，可以通过压缩预紧机构，将换能器预紧在比其小的安装位；当出现安装位置有偏差时，通过预紧机构进行预安装对位调整，使得换能器的安装更加容易。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但不应构成对本发明的限制。在附图中，

图1：本发明具有柔性预紧机构和隔离片的压电换能器的俯视图；

图2：本发明具有柔性预紧机构和隔离片的压电换能器的立体图；

图3：本发明具有柔性预紧机构和隔离片的压电换能器的另一立体图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1至图3所示，本发明的具有柔性预紧机构和隔离片的压电换能器包括预紧机构1、变幅杆2、背板3以及超声振子4，其中，变幅杆2连接在预紧机构1的前端，背板3连接在预紧机构1的后端，超声振子4连接在变幅杆2和背板3之间。其中，变幅杆2用以传送自超声波振子4产生的振动，以进行键合。通常的，该振动是以振荡波形的形式传送。

具体为：预紧机构1的中间设有安装空间5，超声振子4位于安装空间5内，且安装空间5的左侧壁以及右侧壁与超声振子4之间均存在间隙6，以实现动态隔离换能器的超声振动，避免能量损失。安装空间5的左、右两侧壁的中间均向外凸伸形成固定部7，每一固定部7均开有供螺丝穿过的固定孔8，用以将换能器安装固定在机器上。每一固定部7到背板3之间的侧壁为弹簧状的连接壁19，从而使得换能器具有预紧的功能，安装时，可以通过压缩预紧机构1，将换能器预紧在比其小的安装位。此外，当出现安装位置有偏差时，通过预紧机构1进行预安装对位调整，使得换能器的安装更加容易。

本实施例中，变幅杆2、预紧机构1以及背板3为一体成型的结构，可以理解的，其它实施例中，变幅杆2、预紧机构1以及背板3可以单独成型，再通过机械连接的方式相互固定，并不以此为限。

进一步，安装空间5的左侧壁以及右侧壁靠近变幅杆2的位置均凸设有第一凸起部9，每一个第一凸起部9上均设有第一穿槽10。安装空间5的左侧壁以及右侧壁还设有第二穿槽11，每一第二穿槽11位于每一第一凸起部9和每一固定部7之间。通过第一穿槽10和第二穿槽11的共同作用，实现动态隔离压电换能器的超声振动，以阻止超声波振子4产生的超声振动向机器传递，有效避免能量损失，同时还能够使得压电换能器的频谱特性和阻抗不受外界环境的影响，稳定压电换能器的工作状态。

背板3的左右两侧均向外凸伸形成第二凸起部12，每一第二凸起部12上均设有第三穿槽13，与第一穿槽10和第二穿槽11共同作用，进一步实现动态隔离压电换能器的超声振动，以阻止超声振子4产生的超声振动向机器传递，有效避免能量损失，同时使得压电换能器的频谱特性和阻抗不受外界环境的影响，稳定压电换能器的工作状态。

此外，超声振子4靠近变幅杆2的一端设有第一隔离层14，第一隔离层14位于变幅杆2和超声振子4之间，超声振子4靠近背板3的一端设有第二隔离层15，第二隔离层15位于背板3与超声振子4之间。通过设置第一隔离层14和第二隔离层15隔离外来噪声，使得超声振子4和驱动器内部的电平保持一致，改善超声振子4的输出，从而有效的降低外来电气噪声，保证压电换能器工作的一致性，同时不影响压电换能器工作的频率和振幅。此外，通过设置第一隔离层14和第二隔离层15还可以调节超声振子4的中心，稳定压电换能器的工作状态。

其中，第一隔离层14和第二隔离层15的厚度均大于0mm，小于等于1mm，且第一隔离层14和第二隔离层15为陶瓷层，压电陶瓷层，红宝石层或蓝宝石层中的一种或多种，并不以此为限。

可以理解的，在其他实施例中，当变幅杆2、预紧机构1以及背板3为单独成型时，第一隔离层14和第二隔离层15还可以为绝缘涂层，其中，第一隔离层14涂覆在变幅杆2上，第二隔离层15涂覆在背板3上，并不以此为限。

除此外，变幅杆2的前端开有安装孔16，安装孔16内安装有键合工具17，以执行键合操作；且变幅杆2靠近键合工具17的位置安装有固定螺丝18，固定螺丝18与键合工具17相互垂直，以将键合工具17锁定在变幅杆2的前端。

综上，本发明具有柔性预紧机构和隔离片的压电换能器具有以下优点：

1、通过设置预紧机构1连接在变幅杆2和背板3之间，超声振子4安装在预紧机构1内，位于变幅杆2和背板3之间，从而使得换能器具有预紧的功能，安装时，可以通过压缩预紧机构1，将换能器预紧在比其小的安装位；当出现安装位置有偏差时，通过预紧机构1进行预安装对位调整，使换能器的安装容易，安装后更加稳定，一致性好。

2、通过设置第一隔离层14和第二隔离层15隔离外来噪声，使得超声振子4和驱动器内部的电平保持一致，改善超声振子4的输出，从而有效的降低外来电气噪声，保证压电换能器工作的一致性，同时不影响压电换能器工作的频率和振幅。此外，通过设置第一隔离层14和第二隔离层15还可以调节超声振子4的中心，稳定压电换能器的工作状态。

3、通过第一穿槽10、第二穿槽11和第三穿槽13的共同作用，实现动态隔离压电换能器的超声振动，以阻止超声振子4产生的超声振动向机器传递，有效避免能量损失，同时使得压电换能器的频谱特性和阻抗不受外界环境的影响，稳定压电换能器的工作状态。

只要不违背本发明创造的思想，对本发明的各种不同实施例进行任意组合，均应当视为本发明公开的内容；在本发明的技术构思范围内，对技术方案进行多种简单的变型及不同实施例进行的不违背本发明创造的思想的任意组合，均应在本发明的保护范围之内。