一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁及其应用和调整方法与流程

本发明涉及一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁及其应用和调整方法。

背景技术：

压电悬臂梁，一般包括悬臂梁和在悬臂梁的两侧对称地键合的一组或多组压电材料，其可在悬臂梁和压电材料上加载相反电压后使悬臂梁弯曲变形，但只能单向弯曲，其应用场合有限；而且在使悬臂梁弯曲时，因两侧压电材料输出的变形不能完全一致，这就导致在一定程度上使输出的功率不能完全作用在使悬臂梁变形上。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题在于提供一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁，包括悬臂梁和多个压电驱动器组件，所述悬臂梁的两侧交替错开布置有多个所述压电驱动器组件，多个所述压电驱动器组件可驱动所述悬臂梁产生多形状双向弯曲。

更优的，所述悬臂梁采用金属基板，所述压电驱动器组件包括键合在所述悬臂梁上的压电片和与压电片键合的上金属电极。

更优的，所述上金属电极上加载的电压极性与所述悬臂梁上加载的电压极性相反。

更优的，所述悬臂梁采用塑料基板，所述压电驱动器组件包括键合在所述悬臂梁上的下金属电极、与下金属电极键合的压电片和与压电片键合的上金属电极。

更优的，所述上金属电极上加载的电压极性与所述下金属电极上加载的电压极性相反。

更优的，所述悬臂梁的两侧交错均布有多个所述压电驱动器组件。

本发明还提供了一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁的应用，所述压电悬臂梁可用于曲线通道。

更优的，所述压电悬臂梁可用于人体器官中的穴道。

本发明还提供了一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁的调整方法，所述上金属电极上加载的电压极性与所述悬臂梁上加载的电压极性相反。

本发明还提供了另一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁的调整方法，所述上金属电极上加载的电压极性与所述下金属电极上加载的电压极性相反。

相比于现有技术，本发明的有益效果是：

1、可根据实际需要进行多形状双向弯曲。具体来说是，使悬臂梁或下金属电极上加载的电压极性与上金属电极上加载的电压极性相反，这样就可使悬臂梁产生多形状双向弯曲。

2、可应用于狭窄的曲线通道，如人体器官中的穴道（如耳道、鼻腔）中。具体来说是，当需要将某些药物送达至某个位置或将内部的异物取出时，可将这种压电悬臂梁伸入孔道中同时调整自身的形状以适应孔道形状，这样可避免对孔道内壁造成伤害。

附图说明

图1为本发明一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁第一种实施例的结构示意图;

图2为图1中压电驱动器组件的结构示意图;

图3为图1的具体实施方式;

图4为本发明一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁第二种实施例的结构示意图;

图5为图4中压电驱动器组件的结构示意图;

图6为图4的具体实施方式;

图中：1-悬臂梁，2-压电驱动器组件，3-下金属电极，4-压电片，5-上金属电极。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步地说明。

实施例一：

如图1和图3所示为本发明一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁第一张实施例的结构示意图，包括悬臂梁1和多个压电驱动器组件2。具体来说，在悬臂梁1的两侧面交替错开均匀分布有多个压电驱动器组件2，且该多个压电驱动器组件2可驱动悬臂梁1产生多形状双向弯曲。

更进一步，上述悬臂梁1的材料采用导电性好且弹性较好的金属基板，如铍青铜、弹簧钢等。上述压电驱动器组件2包括压电片4和上金属电极5，上金属电极5与压电片4键合在一起，而压电片4的另一侧键合在悬臂梁1上，即将整个压电驱动器组件2键合的悬臂梁1上。

本实施例的调整方法如下：

将悬臂梁1作为公用电极，即作为负电极或正电极，同时将压电驱动器组件2上的上金属电极5作为相反的电极；当在悬臂梁1和上金属电极5上加载相应电压后，压电驱动器组件2将发生弯曲，且因悬臂梁1两侧上金属电极5上的电压方向相反，这样可使悬臂梁1两侧的压电驱动器组件2的弯曲方向亦是相反，即可使悬臂梁1产生双向弯曲；同时，通过控制悬臂梁1上具体的某些上金属电极5上的加载电压，这样可实现悬臂梁1在加载电压的压电驱动器组件2处发生相应方向的弯曲，从而得到特定的弯曲形状。

实施例二：

如图4和图6所示为本发明一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁第二张实施例的结构示意图，也包括悬臂梁1和多个压电驱动器组件2。具体来说，在悬臂梁1的两侧面交替错开均匀分布有多个压电驱动器组件2，且该多个压电驱动器组件2可驱动悬臂梁1产生多形状双向弯曲。

与实施例一不同的是，上述悬臂梁1的材料采用轻质且弹性较好的塑料基板，如tpr、tpu、聚氨酯等。上述压电驱动器组件2包括下金属电极3、压电片4和上金属电极5，压电片4的两侧分别键合有下金属电极3和上金属电极5，而下金属电极3的另一侧键合在悬臂梁1上，即将整个压电驱动器组件2键合的悬臂梁1上。

本实施例的调整方法如下：

将悬臂梁1作为弹性基底，同时将压电驱动器组件2上的上金属电极5和下金属电极3作为相反的电极；当在上金属电极5和下金属电极3上加载相反电压后，压电驱动器组件2将发生弯曲，且因悬臂梁1两侧压电驱动器组件2的电压方向相反，这样可使悬臂梁1两侧的压电驱动器组件2的弯曲方向亦是相反，进一步可使悬臂梁1产生双向弯曲；同时，通过控制悬臂梁1上具体的某些压电驱动器组件2上的加载电压，这样可实现悬臂梁1在加载电压的压电驱动器组件2处发生相应方向的弯曲，从而得到特定的弯曲形状。

本发明通过在悬臂梁的两侧面交替错开地均匀布置多个压电驱动器组件，这样可使悬臂梁和压电驱动器组件在加载电压后产生双向弯曲，即每一小块的压电驱动器组件都可以控制悬臂梁一段长度的弯曲变化，这样就可使整个悬臂梁的变化多样。因本发明中的压电悬臂梁具有可多形状双向弯曲的特性，该压电悬臂梁可用于曲线通道中，规则的或不规则的曲线通道均可，而且特别适用于人体器官中的穴道（如耳道、鼻腔）中。具体来说是，当需要将某些药物送达至某个位置或将内部的异物取出时，可将这种压电悬臂梁伸入孔道中同时调整自身的形状以适应孔道形状，这样可避免对孔道内壁造成伤害。

以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁，其特征在于：包括悬臂梁（1）和多个压电驱动器组件（2），所述悬臂梁（1）的两侧交替错开布置有多个所述压电驱动器组件（2），多个所述压电驱动器组件（2）可驱动所述悬臂梁（1）产生多形状双向弯曲。

2.根据权利要求1所述的一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁，其特征在于：所述悬臂梁（1）采用金属基板，所述压电驱动器组件（2）包括键合在所述悬臂梁（1）上的压电片（4）和与压电片（4）键合的上金属电极（5）。

3.根据权利要求2所述的一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁，其特征在于：所述上金属电极（5）上加载的电压极性与所述悬臂梁（1）上加载的电压极性相反。

4.根据权利要求1所述的一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁，其特征在于：所述悬臂梁（1）采用塑料基板，所述压电驱动器组件（2）包括键合在所述悬臂梁（1）上的下金属电极（3）、与下金属电极（3）键合的压电片（4）和与压电片（4）键合的上金属电极（5）。

5.根据权利要求4所述的一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁，其特征在于：所述上金属电极（5）上加载的电压极性与所述下金属电极（3）上加载的电压极性相反。

6.根据权利要求1至5任一所述的可多形状双向弯曲的压电悬臂梁，其特征在于：所述悬臂梁（1）的两侧交错均布有多个所述压电驱动器组件（2）。

7.一种如权利要求1所述的可多形状双向弯曲的压电悬臂梁的应用，其特征在于：所述压电悬臂梁可用于曲线通道。

8.根据权利要求7所述的一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁的应用，其特征在于：所述压电悬臂梁可用于人体器官中的穴道。

9.一种如权利要求2所述的可多形状双向弯曲的压电悬臂梁的调整方法，其特征在于：所述上金属电极（5）上加载的电压极性与所述悬臂梁（1）上加载的电压极性相反。

10.一种如权利要求4所述的可多形状双向弯曲的压电悬臂梁的调整方法，其特征在于：所述上金属电极（5）上加载的电压极性与所述下金属电极（3）上加载的电压极性相反。

技术总结
本发明提供了一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁，包括悬臂梁和多个压电驱动器组件，悬臂梁的两侧交替错开布置有多个压电驱动器组件，多个压电驱动器组件可驱动所述悬臂梁产生多形状双向弯曲。本发明还提供了一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁的应用，所述压电悬臂梁可用于曲线通道。本发明还提供了一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁的调整方法，上金属电极上加载的电压极性与悬臂梁上加载的电压极性相反。本发明还提供了另一种可多形状双向弯曲的压电悬臂梁的调整方法，上金属电极上加载的电压极性与下金属电极上加载的电压极性相反。本发明可根据实际需要进行多形状双向弯曲且可应用于狭窄的曲线通道，如人体器官中的穴道（如耳道、鼻腔）中。

技术研发人员：徐斌;包玉龙;何翠群;陶珍
受保护的技术使用者：南昌工程学院
技术研发日：2020.03.27
技术公布日：2020.06.26