驱动组件、马达及终端的制作方法

文档序号:29032946发布日期:2022-02-24 14:43阅读:268来源:国知局
驱动组件、马达及终端的制作方法

1.本技术涉及电子产品技术领域,尤其涉及一种驱动组件、马达及终端。


背景技术:

2.压电马达(常工作于超声波频段,也常称作超声波马达,ultrasonic motor,简称usm),同构压电单元驱动谐振子振动,从而使得谐振子的某些位置形成一定方向的椭圆运动,从而驱动接触的从动件运动。此种类型的压电马达中,往往采用双驱动而形成相应频率的振动,而形成椭圆运动。但随着对马达需求的微型化,微型化往往需要的低压驱动会要求马达高的机电耦合系数,这使得频率稍微偏离谐振就会使性能急剧下降,增加了双驱动简并的困难程度。因此,产生了单驱就能够实现双向运动控制的马达需求,而此种马达,由于微型化的设计,内部空间较小,用于驱动从动件运动的振动部会设置成相应的摆臂,通过频率的变化而使摆臂做相应运动,而此种摆臂结构稳定性较差,且在带动从动件运动时,驱动效果较差,可能存在一定的偏差,并且容易造成摆臂的损坏。


技术实现要素:

3.本技术的目的在于提供了一种驱动组件、马达及终端,在能够使马达微型化的基础上,驱动时,能够使驱动组件在不同模态下运动的稳定性更好,提高运动的精度,延长使用寿命。
4.本技术提供了一种驱动组件,所述驱动组件包括主动件和从动件,所述主动件用于驱动所述从动件运动,所述主动件包括:
5.激振部;
6.振动部,所述振动部与所述激振部连接;
7.第一固定部,所述第一固定部与所述振动部连接,沿第一方向l,所述振动部位于所述激振部和所述第一固定部之间;
8.推动部,所述推动部与所述振动部和所述从动件连接;
9.所述激振部能够振动,且所述激振部能够带动所述振动部动作,且在所述第一固定部的限制下,所述振动部至少能够沿第一方向l和第二方向w振动,以使所述推动部推动所述从动件沿第一方向l运动;
10.其中,所述第一固定部用于通过所述振动部限制所述推动部在第一方向l和第二方向w的移动距离。
11.在单相驱动的驱动组件中,由于马达微型化的需求,驱动组件内部的空间较小,各个零部件之间的配合较为紧密,为了能够在有限的空间且在不同的频率模态下能够满足从动件的运动需求,提高运动的精度和稳定性,通过设置的第一固定部,将振动部限制于激振部和第一固定部之间,而使激振部在设置的相应的频率模态下能够使激振部产生相应的振动,且该振动能够传递至振动部,而在第一方向l中,由于第一固定部的设置,且激振部向振动部方向的振动,能够使振动部产生应力,能够使振动部至少产生第一方向l和第二方向w
的振动,在设置的频率模态下,第一方向l和第二方向w振动的相位差能够带动设置于其上的推动部产生相应方向的移动,并在第一固定部的限制下,推动部沿第一方向l和第二方向w的移动距离被限制,从而能够使推动部形成相应的椭圆运动轨迹,推动部在以椭圆运动轨迹运动时,推动部能够与从动件抵接并向从动件施加压力,在相应位置接触的从动件受压能够被推动部推动,即可进行直线运动或转动。避免在微型化的马达中较小的空间下而使带动从动件运动的主动件中稳定性较差的问题,降低主动件的损耗,提高使用寿命。
12.一种可能的设计中,所述振动部能够变形;
13.在所述第一固定部的限制下,所述激振部的振动能够使所述振动部至少能够沿第一方向l和第二方向w变形,所述推动部设置于所述振动部中能够沿第一方向l和第二方向w变形的位置。
14.在第一固定部的限制下,通过振动部的变形即可使振动部中设置推动部的位置产生椭圆运动轨迹,稳定性更好。
15.一种可能的设计中,所述振动部为环形结构件,以使所述振动部能够变形;
16.沿第一方向l,所述第一固定部和所述激振部相对设置于所述环形结构件的两侧,所述环形结构件具有内壁;
17.所述激振部振动时,沿第一方向l,所述内壁之间的距离增大,所述内壁沿第二方向w的距离减小,所述推动部设置于所述内壁之间距离能够减小的位置;或者,
18.沿第一方向l,所述内壁之间的距离减小,所述内壁沿第二方向w的距离增大,所述推动部设置于所述内壁之间距离能够增大的位置。
19.通过设置的环形结构件,利用其在外力的作用下其结构能够产生变形的特点,沿第一方向l,在相应固定部的限制下,激振部的振动能够使环形结构产生拉伸或压缩的应力,在应力的作用下,环形结构的内壁之间的距离增大或减小,环形结构件在由于受到第一方向l的应力而产生挤压(或拉伸)的变形,根据力的传递,会产生沿第二方向w的扩张(或挤压)的变形,实现振动部产生所需的较为稳定的椭圆运动轨迹,从而使推动部形成稳定的椭圆运动轨迹。
20.一种可能的设计中,沿第二方向w,所述推动部对称布置于所述环形结构件的两侧,且所述推动部设置于所述环形结构件中的所述内壁之间距离最远的位置。
21.在环形结构件上设置的推动部,为了能够使其至少产生沿第一方向l和第二方向w的移动而形成椭圆运动轨迹,同时,环形结构件在变形过程中不会与从动件抵接而影响推动件的使用效果,故可以将推动部设置于内壁之间距离最远的位置,而保证推动部推动从动件运动的稳定性,提高运动精度。
22.一种可能的设计中,所述振动部为弹性件,所述振动部至少能够沿第一方向l和第二方向w弹性变形;
23.所述推动部设置于所述弹性件弹性变形方向的两端。
24.根据弹性件自身的特性,在振动时,弹性件或沿除第一方向l以外的其他方向产生扩张(或收缩)变形,即为第二方向w,在两者形变的组合下,能够使振动部存在第一方向l和第二方向w相位差,即可形成相应的椭圆运动,而设置于振动部端部的推动部即可形成规律运动的椭圆运动轨迹,以带动从动件运动,提高了从动件运动的稳定性。
25.一种可能的设计中,所述振动部包括两个或两个以上的连接杆,至少两个相邻的
所述连接杆连接并形成连接端,且连接后的所述连接杆之间具有第一夹角;
26.所述激振部振动时,所述第一夹角能够增大或减小,以使所述振动部能够变形;
27.所述推动部设置于靠近所述连接端的位置。
28.通过此种连接杆的设置,激振部振动时,在相应固定部的限制下,能够使激振部的振动作用于振动部,连接杆受到挤压或拉伸的应力而使第一夹角产生相应的增大或减小的变化,在第一夹角产生变化的同时,由于连接杆分别连接激振部和第一固定部的两端点相互靠近或远离,连接杆在第二方向w也会产生相应的运动,从而使连接杆在第一方向l和第二方向w形成相位差,以使其至少部分能够实现椭圆的运动轨迹,提高推动部运动的稳定性,和形成椭圆运动轨迹的精度。
29.一种可能的设计中,所述连接杆为两个,所述连接杆之间连接成v字型结构,形成所述第一夹角;
30.两个所述连接杆分别连接所述激振部和所述第一固定部;
31.所述推动部连接于所述连接端。
32.v型结构的连接杆配合,其自身结构具有一定的稳定性和强度,在其受压而使第一夹角变化时,带动推动部做相应椭圆运动的可控性较强,提高带动从动件运动的稳定性。
33.一种可能的设计中,沿所述连接杆的轴向、远离所述连接端的方向,所述连接杆的截面积逐渐增大。
34.以通过横截面渐变的形式,而使其在连接激振部和第一固定部时的结构稳定性更好,能够更好的传递来自激振部的振动,且不会影响第一夹角的增大或减小,通过较低的频率即可实现控制从动件的运动,提高驱动组件的使用效果。
35.一种可能的设计中,所述连接杆为三个,且所述连接杆顺序连接形成未封闭结构;
36.位于最外侧的两个所述连接杆分别连接所述激振部和所述第一固定部;
37.所述推动部连接于位于中间的所述连接杆。
38.将推动部连接于中间位置的连接杆的设置方式,能够提高推动部与连接杆之间连接的稳定性和牢靠性,以使其在推动从动件运动时,不易损坏,提高推动部的使用寿命。
39.一种可能的设计中,所述连接杆为四个或四个以上,多个所述连接杆首尾相连,形成封闭的多边形结构;
40.沿第一方向l,所述激振部和所述第一固定部分别连接于所述连接端,且沿第二方向,所述推动部连接于所述连接端;或者,
41.沿第一方向l,所述激振部和所述第一固定部分别连接于所述连接杆,且沿第二方向w,所述推动部连接于所述连接杆。
42.多边形的闭合式连接方式,结构稳定性较好,强度较高,而推动部推动从动件运动时,不会由于稳定性不好而使椭圆运动轨迹发生偏移,而降低从动件的运动稳定性。
43.一种可能的设计中,多个所述连接杆一体成型。
44.在满足振动部结构稳定性的同时,能够更好的使振动转换成所需的椭圆运动轨迹。
45.一种可能的设计中,沿第二方向w,所述推动部为从所述振动部伸出的凸起结构,所述凸起结构能够推动所述从动件沿第一方向l往复运动。
46.通过设置的沿第二方向w,至少部分伸出振动部的凸起结构的设置,而使推动部更
便于与从动件配合,避免振动部的变形而导致振动部的其他部分与从动件接触,进行影响推动部带动从动件运动的稳定性,破坏推动部的椭圆运动轨迹。
47.一种可能的设计中,所述主动件还包括第二固定部,用于使所述激振部产生的振动能够作用于所述振动部;
48.沿第一方向l,所述第二固定部连接于所述激振部远离所述振动部的一侧,所述第一固定部和所述第二固定部之间的距离固定。
49.通过第一固定部和第二固定部的设置,两者固定连接于马达的情况下,将连接的激振部和振动部限制在两者之间,使激振部振动时,在第二固定部的限位下,只能向振动部的方向运动,而此时在第一固定部的限位下,振动部分别与激振部和第一固定部连接的位置至少受到来自第一方向l的压缩或拉伸的应力,而使振动部变形,同时根据振动部的结构的设置,能够产生至少沿第二方向w的变形,从而使振动部的至少部分(推动部设置的位置)形成椭圆运动。
50.一种可能的设计中,所述激振部包括:
51.本体,所述本体用于连接所述振动部;
52.驱动件,所述驱动件与所述本体连接,用于单相驱动所述本体振动;
53.所述驱动件具有预设振动频率,在所述预设振动频率的作用下,所述本体的振动能够使所述振动部至少沿第一方向l和第二方向w振动。
54.能够实现单相驱动,以使激振部实现相应频率(谐振子)的振动,从而通过简单的驱动方式而降低驱动结构配合中的占用空间。
55.一种可能的设计中,沿第二方向w,所述驱动件连接于所述本体的至少一侧。
56.能够使驱动件带动连接的本体具有较好的振动效果。
57.一种可能的设计中,所述驱动件包括:
58.变形部,所述变形部与所述本体连接,所述变形部通电能够产生变形;
59.通电部,所述通电部与所述变形部连接,所述通电部产生的电能够传导至所述变形部;
60.其中,所述通电部能够产生所述预设频率的电场,所述变形部在所述电场的作用下变形而带动所述本体产生振动。
61.能够使驱动件将电能转换成所需的频率模态下的振动,而带动连接的本体产生相应的振动而拉伸或压缩,从而带动连接的振动部沿第一方向做拉伸或压缩的变形。
62.一种可能的设计中,所述本体、所述振动部和所述第一固定部一体成型。能够使连接的各部分结构稳定性更好,同时能够使振动传递的效果更好。
63.本技术还提供了一种马达,所述马达包括驱动组件,所述驱动组件为上述中任一项所述的驱动组件。该马达与驱动组件所具有的优势相同,在此不做具体说明。
64.本技术还提供了一种终端,包括马达,所述马达为上述中所述的马达。该终端与驱动组件所具有的优势相同,在此不做具体说明。
65.应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本技术。
附图说明
66.图1为本技术实施例提供的一种驱动组件主视图,其中箭头l所指方向为第一方向,箭头w所指方向为第二方向;
67.图2为本技术实施例提供的一种主动件的主视图,其中箭头l所指方向为第一方向,箭头w所指方向为第二方向;
68.图3为图2中的一种俯视图;
69.图4为图2中的另一种俯视图;
70.图5为本技术实施例提供的一种主动件中各部分连接的简单结构示意图,其中箭头l所指方向为第一方向,箭头w所指方向为第二方向;
71.图6为本技术实施例提供的另一种主动件中各部分连接的简单结构示意图,其中箭头l所指方向为第一方向,箭头w所指方向为第二方向;
72.图7为本技术实施例提供的又一种主动件中各部分连接的简单结构示意图,其中箭头l所指方向为第一方向,箭头w所指方向为第二方向;
73.图8为本技术实施例提供的再一种主动件中各部分连接的简单结构示意图,其中箭头l所指方向为第一方向,箭头w所指方向为第二方向;
74.图9为本技术实施例提供的第一种振动部结构配合的简单结构示意图,其中箭头l所指方向为第一方向,箭头w所指方向为第二方向;
75.图10为本技术实施例提供的第二种振动部结构配合的简单结构示意图,其中箭头l所指方向为第一方向,箭头w所指方向为第二方向;
76.图11为本技术实施例提供的第三种振动部结构配合的简单结构示意图,其中箭头l所指方向为第一方向,箭头w所指方向为第二方向;
77.图12为本技术实施例提供第四种振动部结构配合的简单结构示意图;
78.图13为图11中除去驱动件的各部分连接的简单结构示意图;
79.图14为本技术实施例提供的第五种振动部结构配合的简单结构示意图;
80.图15为图13中另一种激振部的简单结构示意图;
81.图16为本技术实施例提供的一种主动件简单结构示意图;
82.图17为本技术实施例提供的第六种振动部结构配合的简单结构示意图;
83.图18为本技术实施例提供的第七种振动部结构配合的简单结构示意图;
84.图19为本技术实施例提供的另一种主动件的主视图;
85.图20为本技术实施例提供的另一种主动件的附视图。
86.附图标记:
87.1-第二固定部;2-激振部;21-本体;22-变形部;23-通电部;3-推动部;4-振动部;41-连接杆;411-v字型;42-弹性件;43-环形结构件;431-内壁;44-连杆;5-第一固定部;6-从动件。
88.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本技术的实施例,并与说明书一起用于解释本技术的原理。
具体实施方式
89.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制
本技术。在本技术实施例中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
90.本技术一实施例提供了一种终端,该终端内设有马达,该终端可以为手机、相机等电子产品,在此不做具体限定。而对于设置于终端内的马达,随着如手机等电子产品的轻薄化,由于内部空间的缩小,对于其内使用的用于驱动相应部件运动的马达,所占用的空间也会降低,所以会需要马达整体占用空间降低,做到马达的微型化。而为了能够尽量减小马达的体积,而做到微型化,作为马达中较为重要部分的驱动组件,该部分结构配合的微型化对马达整体的轻薄化的设计具有重要影响。因此,将驱动组件最大限度的做到小型化可以作为马达微型化的一种设计思路,而其设置的驱动组件,包括主动件和从动件6,主动件用于驱动从动件6运动,其设置的通过压电单元驱动谐振子的振动,从而使得谐振子的某个(些)位置形成一定方向的椭圆旋转,从而驱动与该位置接触的从动件6运动的配合形式,在一定程度上能够降低了驱动组件工作时所占用的空间,而在此种压电马达中,主动件使配合的从动件6做直线的运动还是转动,需要根据设置的驱动部的驱动来实现,由于马达内部结构的复杂性,微型化往往需要的低压驱动会要求马达高的机电耦合系数,这使得频率稍微偏离谐振就会使性能急剧下降,增加了多相驱动时频率简并的困难程度。为了能够在满足微型化的设计的同时,能够使驱动的频率稳定性更好,故而采用单相驱动。
91.而在单相驱动的驱动组件中,由于马达微型化的需求,驱动组件内部的空间较小,各个零部件之间的配合较为紧密,为了能够在有限的空间且在不同的频率模态下能够满足从动件6的运动需求,提高运动的精度和稳定性。如图1、图2和图11所示,主动件包括激振部2、振动部4、第一固定部5和推动部3,振动部4与激振部2连接,第一固定部5与振动部4连接,沿第一方向l振动部4位于激振部2和第一固定部5之间;推动部3与振动部4和从动件6连接激振部2能够振动,且激振部2能够带动振动部4动作,且在第一固定部5的限制下,振动部4至少能够沿第一方向l和第二方向w振动,以使推动部3推动从动件6沿第一方向l运动;其中,第一固定部5用于通过振动部4限制推动部3在第一方向l和第二方向w的移动距离。以通过设置的第一固定部5,将振动部4限制于激振部2和第一固定部5之间,而使激振部2在设置的相应的频率模态下能够使激振部2产生相应的振动,且该振动能够传递至振动部4,而在第一方向l中,由于第一固定部5的设置,且激振部2向振动部4方向的振动,能够使振动部4产生应力,能够使振动部4至少产生第一方向l和第二方向w的振动,在设置的频率模态下,第一方向l和第二方向w振动的相位差能够带动设置于其上的推动部3产生相应方向的移动,并在第一固定部5的限制下,推动部3沿第一方向l和第二方向w的移动距离被限制,从而能够使推动部3形成相应的椭圆运动轨迹,推动部3在以椭圆运动轨迹运动时,推动部3能够与从动件6抵接并向从动件6施加压力,在相应位置接触的从动件6受压能够被推动部3推动,即可进行直线运动或转动。简单的可以理解为,通过设置的激振部2,根据主动件与从动件6配合时,需要使从动件6产生相应的直线运动或转动等的需求,调节至相应的频率模态,而使激振部2在该频率模态下产生相应的振动,在振动的过程中,由于会产生第一方向l的振动,激振部2将振动产生的变形作用于振动部4,且在第一固定部5的位置的限制下,激振部2的变形使振动部4沿第一方向l受到应力作用的挤压或拉伸,而使振动部4在受到第一方向l挤压或拉伸的同时能够沿第二方向w运动,在第一方向l和第二方向w运动的结合下,从而产生振动部4相应的位置的椭圆运动,即可带动在该位置接触配合的从动件6产生相应的
运动。从而通过设置的振动部4和第一固定部5,能够使振动部4产生稳定的椭圆运动,而带动相应的从动件6运动,避免在微型化的马达中较小的空间下而使带动从动件6运动的主动件中稳定性较差的问题,降低主动件的损耗,提高使用寿命。
92.其中,通过限制推动部3在第一方向l和第二方向w的移动距离而形成的椭圆运动轨迹的结构配合中,由于属于微型化的马达,其椭圆运动轨迹的弧度较为平缓,且所需要带动从动件6运动的距离也为较小的距离,所以推动部3椭圆的运动中,第二方向w的运动主要用于实现与从动件6抵顶,并向从动件6提供挤压力,而使推动部3能够更稳定的带动从动件6沿第一方向l移动或转动。
93.在此需要强调的是,对于提及到的频率模态,在激振部2中可以存在多种,该频率模态通过电驱动时的频率的不同而有所不同,而在单相驱动时,不同频率模态下振动部4上下端部的椭圆运动具有顺时针也有逆时针,从而能够推动从动件正向或负向运动,从而实现单相驱动双向运动。频率模态的改变至少能够影响激振部2振动的方向和振动的幅度,而最终改变振动部4中局部位置(设置推动部3的位置)的椭圆运动轨迹,进而实现控制配合的从动件6能够沿直线往复运动和/或转动。所以对于设置的马达,其需要根据实际的使用情况,进行调节相应的频率模态,以使从动件6能够实现相应距离的直线往复运动,和/或,从动件6相对主动件的转动,在此不做具体限定。并且,对于上述中提及到的第一方向l和第二方向w,两个方向之间至少具有非零夹角,且第二方向w根据振动部4设置的具体结构的不同,以及第一方向l产生的振动而对振动部4的第二方向w上的结构变化等的不同,所设置的第一方向l和第二方向w之间的夹角也会有所不同,只要能够使最终振动部4的振动能够推动从动件6进行相应的运动即可,在此不做具体限定。
94.具体的,为了使设置的振动部4能够在第一固定部5和激振部2的限制下,能够在相应的频率模态下带动推动部3产生方向(顺时针或逆时针)较稳定的椭圆轨迹,且能够稳定的推动从动件6做相应的运动。如图2所示,振动部4能够变形;在第一固定部5的限制下,振动部4产生应力而发生变形,并使振动部4至少能够沿第二方向w变形,激振部2的振动能够使振动部4至少能够沿第一方向l和第二方向w变形,推动部3设置于振动部4中能够沿第一方向l和第二方向w变形的位置。以通过将振动部4设置为能够变形的部件,以使其在第一固定部5的限制下,在第一方向l有限的空间内,激振部2向振动部4施加拉力或挤压力,而振动部4通过自身的变形而使其能够沿第一方向l产生扩张或收缩的变形,且在该方向的变形下,能够带动振动部4至少沿第二方向w变形,通过两个方向的变形运动而实现相应的位移变换能力,从而实现振动部4至少部分沿相应的椭圆轨迹运动,从而在振动部4中能够产生椭圆运动轨迹的位置设置推动部3。此种通过振动部4变形的形式,以在最小的空间范围内,实现振动部4在受相应频率模态的振动而产生所需的椭圆运动轨迹,进而带动同样产生椭圆运动轨迹的推动部3推动从动件6运动。此种结构配合简单,在第一固定部5的限制下,通过振动部4的变形即可使振动部4中设置推动部3的位置产生椭圆运动轨迹,稳定性更好。
95.另外,为了能够使振动从激振部2能够更好的传递至振动部4,而带动振动部4沿第一方向l产生拉伸或挤压的变形,而使振动部4在第一固定部5的限制下和激振部2对振动部4的相应作用力下,能够更好的通过其变形而形成相应的椭圆运动,从而使推动部3能够产生沿第一方向l和第二方向w的移动,且由于在相应方向移动距离的限制,从而使推动部3形成椭圆运动。另外,主动件还包括第二固定部1,用于使激振部2产生的振动能够作用于振动
部4;沿第一方向l,第二固定部1连接于激振部2远离振动部4的一侧,第一固定部5和第二固定部1之间的距离固定。通过第一固定部5和第二固定部1的设置,两者固定连接于马达的情况下,将连接的激振部2和振动部4限制在两者之间,使激振部2振动时,在第二固定部1的限位下,只能作用于振动部4,而此时在第一固定部5的限位下,振动部4分别与激振部2和第一固定部5连接的位置至少受到来自第一方向l的压缩或拉伸的应力,而使振动部4压缩或拉伸变形,同时根据振动部4的结构的设置,能够产生至少沿第二方向w的变形,通过振动部4在第一方向l和第二方向w变形产生的相位差,从而使振动部4的端部-推动部3形成椭圆运动。
96.更为具体的,如图2和图11所示,对于振动部4的端部-推动部3能够沿椭圆轨迹运动,以带动相应的从动件6运动和/或转动的结构配合中,以下以从动件6的运动为例进行说明,后面不再单独强调,为了能够便于不同频率模态的椭圆轨迹的调节,以根据需求适应性调整,。其中,推动部3形成的椭圆运动轨迹,根据振动部4在第一方向l和第二方向w变形产生的相位差的不同,推动部3沿第一方向l和第二方向w的移动距离也会有所不同,从而形成不同的椭圆运动轨迹。具体的,在激振部2振动时,振动部4的振动而产生的变形使其具有第一方向l和第二方向w的位移变换能力,以带动连接的推动部3产生最终的椭圆运动轨迹,以推动从动件6做相应的运动。而在该过程中,调频率模态后,通过观察从动件6的运动方向和速度即可判断出推动部3的椭圆运动强度和方向,不同的频率模态下推动部3的椭圆运动往往是不同的,所以通过观察,我们获得从动件6运动方向对应的模态频率,而当我们需要对从动件6按特定方向运动时,只需激振部2产生相应频率的振动即可激发起相应的频率模态,从而激发推动部3推动从动件6按特定的方向运动。并且,设置的推动部3能够避免振动部4与从动件6产生过多的表面接触,由于摩擦力过大而损坏振动部4。在此需要强调的是,对于设置的推动部3在振动部4中的具体位置,可以根据振动部4的具体结构配合和振动部4中振动的位移变化选择相应的位置连接该推动部3,以使推动部3能够更好的将振动部4的振动形成稳定的椭圆运动轨迹的同时,能够使推动部3在推动从动件6运动的过程中,振动部4的变形不会与从动件6产生直接接触而影响从动件6的运动,推动部3的位置根据设置的振动部4的具体结构的不同会有相应的调整,在此不做具体限定。
97.可选的,对于设置的推动部3,其目的在于能够推动从动件6运动,所以其个数和设置于振动部4的方位等需要根据从动件6的个数、位置做相应的调整,在此不做具体限定。并且,对于设置的推动部3,可以为设置于振动部4沿第二方向w伸出的凸起结构,或者柱状结构,而能够推动从动件6沿第一方向l往复运动。或者,推动部3的具体结构以及其具体延伸的方向,也可以根据设置的从动件6的位置做相应的调整,以与配合的从动件6点接触或面接触,从而通过椭圆轨迹的运动而推动从动件6做相应的运动或转动,在此不做具体限定。而设置的推动部3,一般会对其进行抗磨处理或镀耐磨层,以避免其在推动从动件6运动时,容易产生磨损而造成马达性能(如驱动力等)的下降。
98.而对于设置的振动部4,为了能够使其在激振部2的作用下以及相应的第一固定部5和第二固定部1的限位下,具有相应方向的位移变换能力,以使连接的推动部3具有较为稳定的椭圆运动轨迹,设置的振动部4可以具有多种配合形式,具体如下:
99.一种实施例中,如图9所示,对于设置的振动部4可以为具有变形能力的弹性件42;激振部2振动时,在第一固定部5的限制下,弹性件42至少能够沿第一方向l收缩或扩张变
形,且带动弹性件42至少能够沿第二方向w变形,推动部3设置于弹性件42弹性变形方向(即第二方向w)的两端。以将振动部4设置为自身能够产生弹性变形的弹性件42,在激振部2的振动作用下和第一固定部5、第二固定部1位移的限制,沿第一方向l,振动部4受到挤压或拉伸的应力,从而使弹性件42自身收缩或扩张变形。同时,在该方向的弹性件42的收缩(或扩张)变形下,由于弹性件42自身的特性,势必会沿除第一方向l以外的其他方向产生扩张(或收缩)变形,即为第二方向w,在两者形变的组合下,能够使振动部4存在第一方向l和第二方向w相位差,即可形成相应的椭圆运动,而设置于振动部4端部的推动部3即可形成规律运动的椭圆运动轨迹,以带动从动件6运动,提高了从动件6运动的稳定性。
100.可选的,对于设置的弹性件42,由于其自身的特性,在受到第一方向l的挤压或拉伸而变形后,其更容易产生沿垂直于第一方向l的弹性变形,故可以将第二方向w设置为垂直于第一方向l的方向,而将推动部3设置于沿第二方向w变形最大的振动部4的边缘位置,以避免振动部4变形时其他部位由于变形过大而超过推动部3而与从动件6接触,而干扰从动件6的运动。
101.在另一种实施例中,如图10所示,对于设置的振动部4,也可以设置为环形结构件43,该环形结构件43在外力的作用下其结构能够产生变形,具体的,沿第一方向l,第一固定部5和激振部2相对设置(即沿第一方向l第一固定部5和激振部2处于同一直线,两者在第二方向w没有高度差)于环形结构件43的两侧,环形结构件43具有内壁431;激振部2振动时,沿第一方向l,内壁431之间的距离增大,且内壁431沿第二方向w的距离随着内壁431沿第一方向l的距离的增大而减小,推动部3设置于内壁431之间距离能够减小的位置,或者,内壁431沿第二方向w的距离随着内壁431沿第一方向l的距离的减小而增大,推动部3设置于内壁431之间距离能够增大的位置。通过设置的环形结构件43,由于其设置的环形结构,而使中间部分为中空结构,在激振部2传递相应频率的振动时,在第一方向l,激振部2通过连接位置将振动传递至该环形结构,且在连接的第一固定部5和第二固定部1的限制下,环形结构受到拉伸或挤压的应力作用而产生变形,以使环形结构中分别连接第一固定部5和激振部2的两个连接位置产生相互靠近或远离的运动。即沿第一方向l,在相应固定部的限制下,激振部2的振动能够使环形结构产生拉伸或压缩的应力,在应力的作用下,环形结构的内壁431之间的距离增大或减小,且其增大、减小运动规律和运动幅度,根据激振部2的振动来决定。并且,该环形结构件43在由于受到第一方向l的应力而产生挤压(或拉伸)的变形,根据力的传递,会产生沿第二方向w的扩张(或挤压)的变形。即至少沿第二方向w,环形结构的内壁431之间的距离会随着第一方向l内壁431之间的距离的增大而减小,或者减小而增大,从而带动在相应位置设置的推动部3产生椭圆运动。在此基础上,将推动部3设置于靠近相应从动件6的环形结构的边缘位置,并且,沿第二方向w,推动部3对称布置于环形结构件43的两侧,且推动部3设置于环形结构件43中的内壁431之间距离最远的位置,以避免环形结构其他部分在变形时影响推动部3推动从动件6的运动。
102.在又一种实施例中,如图5所示,对于设置的振动部4,也可以包括连接杆41,连接杆41为两个或两个以上,至少两个相邻的连接杆41连接并形成连接端,且连接后的连接杆之间具有第一夹角;激振部2振动时,第一夹角能够增大或减小,以使振动部4能够变形;推动部3设置于靠近连接端的位置。通过连接杆41的结构配合的设置,而组合形成相应的振动部4,通过此种连接杆41的设置,沿第一方向l,位于最外侧的两个连接杆41端部分别连接激
振部2和第一固定部5,激振部2的另一端连接第二固定部1,通过在两个固定部的限位下,能够使激振部2的振动作用于振动部4,连接杆41受到挤压或拉伸的应力而使第一夹角产生相应的增大或减小的变化,在第一夹角产生变化的同时,由于连接杆41分别连接激振部2和第一固定部5的两端点相互靠近或远离,连接杆41在第二方向w也会产生相应的运动,从而使连接杆41在第一方向l和第二方向w形成相位差,以使其至少部分能够实现椭圆的运动轨迹。而在该结构配合中,对于设置的第二方向w,可以根据设置的第一夹角的位置和方向做适当调整,在此不做具体限定。并且,对于设置于连接杆41的推动部3,由于在连接杆41随振动的频率做相应的运动过程中,受变形影响较大的连接杆41第一夹角的位置,为了避免连接杆41变形而与从动件6产生直接的接触,故可以将推动部3设置于靠近第一夹角的位置。同时,对于设置的连接杆41结构的配合以形成相应的振动部4,能够使振动部4的结构稳定性更好,在激振部2传递相应频率的振动时,振动部4能够更好的吸收振动,而使频率控制的稳定性更好。并且,在该连接杆41的结构配合中,相应频率的振动在作用于振动部4,连接杆41在随振动而产生相应的变形时,可控性较强,能够根据所需的方向和幅度进行相应的运动,而形成所需的椭圆运动轨迹。且在该轨迹的运动中,由于需要带动配合的从动件6做相应的运动,连接杆41的结构由于自身结构的强度和第一固定部5和第二固定部1的限制下,连接杆41不易产生椭圆运动轨迹的面外偏移,从而使其上连接的推动部3能够稳定的带动从动件6运动。
103.而在该实施例中,对于设置的连接杆41的结构配合中,在微型化的马达中的有限空间下,根据设置的从动件6相对主动件能够放置的位置,以及从动件6的运动方式、运动幅度等不同的需求,连接杆41可以组合形成不同的结构,具体可以包括但并不限于以下及几种:
104.可选的,如图11所示,设置的连接杆41可以为两个,连接杆41之间连接成v字型411结构,形成第一夹角;两个连接杆41的两端分别连接激振部2和第一固定部5,推动部3连接于连接端,激振部2振动时,在对振动部4产生的拉力或挤压力作用下,第一夹角能够增大或减小。在此种结构配合的连接杆41形成的振动部4中,推动部3可以设置于v字型411结构的尖角的端部(即连接端),且推动部3的朝向为对应从动件6的方向,v字型411的连接端朝向也可以为向从动件6的方向的凸出结构,从而便于实现对从动件6的驱动。而在此种v字型411的结构中,v字型411的设置由于自身具有一定的稳定性和强度,在其受压而使第一夹角变化时,带动推动部做相应椭圆运动的可控性较强,提高带动从动件6运动的稳定性。
105.具体的,在该结构配合中,为了能够使配合的连接杆41的结构稳定性较好,且在受到相应的频率振动下,能够产生较为稳定的椭圆运动轨迹,以使从动件6运动。在不改变连接杆41的数量和连接方向的条件下,为了能够提高连接杆41的稳定性,使连接杆41受到拉力或挤压力时,连接杆41相应方向的运动稳定性更好,故可以将连接杆41设置为非等横截面的结构,如,沿连接杆41的轴向、远离连接端的方向,连接杆41的截面积逐渐增大。以通过此种横截面渐变的形式,而使其在连接激振部2和第一固定部5时的结构稳定性更好,能够更好的传递来自激振部2的振动,且不会影响第一夹角的增大或减小,通过较低的频率即可实现控制从动件6的运动,提高驱动组件的使用效果。
106.或者,如图17所示,设置的连接杆41可以为三个,且连接杆41之间顺序连接形成未封闭结构,能够形成两个第一夹角;位于最外侧的两个连接杆41分别连接激振部2和第一固
定部5,激振部2振动时,第一夹角能够增大或减小,推动部3连接于位于中间的连接杆41。在该连接杆41的结构配合中,通过将至少三个连接杆41顺序连接,且没相邻的连接杆41之间形成第一夹角。以通过此种结构的设计,将推动部3连接于中间位置的连接杆41,能够提高推动部3与连接杆41之间连接的稳定性和牢靠性,以使其在推动从动件6运动时,不易损坏,提高推动部3的使用寿命。
107.又或者,如图18所示,设置的连接杆41可以为四个或四个以上,多个连接杆41首尾相连,形成封闭的多边形结构,相邻连接杆41形成第一夹角;沿第一方向l,激振部2和第一固定部5分别连接于连接端,且沿第二方向w,推动部3连接于连接端;或者,沿第一方向l,激振部2和第一固定部5分别连接于连接杆41,且沿第二方向w,推动部3连接于连接杆41。多边形结构分别连接激振部2和第一固定部5。以通过此种形成稳定结构的多边形结构件,而提高振动部4结构的稳定性。而推动部3推动从动件6运动时,不会由于稳定性不好而使椭圆运动轨迹发生偏移,而降低从动件6的运动稳定性。
108.其中,无论连接杆41采用上述中的哪种结构配合形式,各连接杆41之间的长度可以相同,也可以不同,对于设置于连接杆41的第一夹角,该第一夹角为非零夹角,且该夹角能够满足不同频率振动时,而形成所需的椭圆运动轨迹下,第一夹角能够变化的范围,在此不做具体限定。并且,对于设置的第一夹角,根据连接杆41配合的具体结构,为了在不同结构下能够使设置的第一夹角保证振动部4结构稳定性的同时,能够通过较低的频率即可实现第一夹角的调整,以降低能耗,对于设置的不同结构的振动部4,其优选的第一夹角的范围也会有所不同,在此不做具体的限定。
109.可选的,对于设置的连接杆41结构,为了能够使设置的连接杆41之间的配合结构在将连接杆41之间连接时,能够使第一夹角的变化更为顺畅,以节约能耗,多个连接杆之间转动连接,而在此转动连接的配合结构中,由于还需要使连接杆41杆之间连接后具有一定的稳定性,而不致随意变形,故可以将转动连接设置为稳定性较为牢靠且不易产生过大转动变形的结构。或者,由于在微型化的马达中,主动件驱动从动件6运动的幅度不大,而使设置的振动部4在通过其产生的变形而形成的椭圆运动轨迹时,连接杆41以及第一夹角的变化范围比较小,所以多个连接杆41可以设置为一体成型的金属件,采用金属的连接杆41具有一定的形变能力,所以其相应的金属件产生的弹性变形能够满足需求。
110.在此需要强调的是,对于设置的第二固定部1、激振部2、振动部4和第一固定部5之间的连接,可以通过完全接触式的连接方式,也可以通过多个连接点、连杆44(如图18所示)连接的形式,或者其他能够实现连接的形式,在此不做具体限定。并且,对于设置的第二固定部1、激振部2、振动部4和第一固定部5可以根据设置的从动件6的个数和位置做相应的数量和配合位置的组合,以满足不同微型化的条件下对从动件6的驱动。如图15所示,当内部的空间以及从动件6的位置等限制,从动件6不能够设置于主动件的上下两侧或套接于外侧,只有在中间位置留有从动件6的位置,为了能够在该空间下满足对从动件6实现稳定且高精度的运动的控制,故可以将上述中不同形式的振动部4设置于从动件6的上下两侧,第一固定部5分别固定于上下两侧(或者第一固定部5同时固定连接两个振动部4,如图13和图14所示)以连接不同的振动部4,而为了能够使上下两个振动部4形成镜像的椭圆运动轨迹而带动从动件6运动,故两个振动部4可以连接相同的激振部2,以实现对中间位置的从动件6的驱动。另外,也可以将两组或两组以上第二固定部1、激振部2、振动部4和第一固定部5形
成的主动件连接后组成新的主动件,此种配合结构中,激振部2和推动部3连接在两组连接的第二固定部1、振动部4和第一固定部5之间(如图17所示),采用此种的结构配合,在振动部4、固定部等所形成的平面中,相应的部件产生向该平面外的弯曲时,会使其与推动部3和激振部2形成强烈的切应力,该切应力会迫使其回到原本的平面来,限制住了面外的摆动。此外由于设计的对称性,这种形式的面外模态也不太容易被激发。而且推动部5可以直接选用整块的耐磨材料而不是镀膜的方法,也增强了该实施例的抗磨损能力。
111.本技术还提供了一种具体实施方式,如图3和图4所述,对于设置的激振部2,为了能够使其实现单相驱动,以使激振部2实现相应频率(谐振子)的振动,从而通过简单的驱动方式而降低驱动结构配合中的占用空间,激振部2包括本体21和驱动件,本体21用于连接振动部4;驱动件与本体21连接,用于单相驱动本体21振动;驱动件具有预设振动频率,在预设振动频率的作用下,本体21的振动能够使振动部4至少沿第一方向l和第二方向w振动。其中,预设振动频率即为经过实验后在相应结构的激振部2、振动部4、第一固定部5配合下,能够实现所需部位(设置推动部3的位置)的椭圆运动轨迹的频率模态,该预设振动频率根据实际情况的不同和不同的从动件6配合以及运动的需求,而会有所不同,只要能够使推动部3实现所需的椭圆运动轨迹即可,在此不做具体限定。
112.具体的,对于设置的驱动件,为用于驱动本体21能够按照所需的频率模态做相应振动的动力提供者,为了能够使驱动件使连接的本体21具有较好的振动效果,沿第二方向w,驱动件连接于本体21的至少一侧。以使驱动件将振动的能量直接转化传递至本体21,通过胶粘或其他直接接触配合的固定连接方式,能够最大限度的将振动传递至本体21,且两者连接的结构稳定性较好,在振动的过程中,不易造成驱动件从本体21脱落。并且,为了能够使传递至本体21的振动损失更低,本体21可以设置为中间镂空形式的结构,驱动件设置于该镂空结构之内(如图1所示),可以伸出也可以不伸出,此种配合形式提高了将振动传递至本体21时振动的稳定性,保证较好的振动效果。在此需要强调的是,对于本体21的具体结构,根据需求可以设置为多种不同的结构,如图5、图6、图7和图8所示,如镂空型、整体的板型结构或多个线条结构的组合等,在此不做具体限定。
113.可选的,对于连接的第一固定部5、本体21、振动部4和第二固定部1,各个部分可以处于同一平面,如图11所示,即振动部中采用的具有第一夹角的连接杆41、推动部3,均在该平面中向至少部分位于该平面的从动件6方向延伸,以使振动部4与从动件6接触的部分在该平面中形成相应的椭圆运动,而带动从动件6往复运动。或者,如图19和图20所示,对于设置的振动部4以及连接于其上的推动部3,也可以在该平面内连接相应的第一固定部5和本体21后,通过至少部分的变形而向该平面以外的方向延伸,而使推动部3与其他平面中的从动件6抵接,即振动部4和/或推动部3产生局部向该平面外的凸起而使至少部分不与本体21、固定部等不共面。所以,对于设置的振动部4、推动部3的具体结构配合以及与本体21、固定部等的连接,根据从动件6在驱动组件中的位置布局,以及所需椭圆运动的轨迹、振动部4的振动幅度、振动方向等的不同,可以做适应性调整,在此不做具体限定。
114.更为具体的,为了能够使驱动件将电能转换成所需的频率模态下的振动,驱动件包括变形部22和通电部23,变形部22与本体21连接,两者可以通过胶粘的形式连接,变形部22通电能够产生变形;通电部23与变形部22连接,通电部23产生的电能够传导至变形部22;其中,通电部23通电后能够产生频率的电场,变形部22在电场的作用下变形,以带动本体21
以预设振动频率振动(即变形部22产生的变形能够带动本体21产生相应的变形运动),从而使本体21产生沿第一方向l的收缩或扩张变形,且在相应固定部的限制下,形成向振动部4施加的往复运动的拉力或挤压力,以使振动部4产生第一方向l和第二方向w的振动。以通过设置的变形部22能够根据通电部23的电频率产生不同程度的变形,从而对连接的本体21形成相应的振动。而设置的变形部22为电致变形材料,如压电、磁致伸缩、形状记忆合金等构成,在此不做具体限定。而为了能够使其通电即可变形,设置有通电部23,通电部23连接电源即可实现电连接。
115.而对于设置的通电部23和变形部22,如图3所示,可以为一个或多个组成的压电片,在压电片最外侧的两表面分别连接有电极,电极接驱动两端,其驱动方式可以是正弦波、方波、三角波、梯形波等,不做限定,优选正弦波。而对于电极连接驱动的具体结构的配合,如为单端驱动还是双端驱动,其具体结构根据不同的情况会做相应的调整,在此不做具体限定。
116.可选的,如图12和图13所示,对于设置的第二固定部1、本体21、振动部4和第一固定部5,当振动部4设置为能够通过结构的配合而产生变形的环形结构件43或连接杆41(如图6和图11所示)的结构时,为了能够使其具有较好的变形效果,其变形属于微小变形,且能够将振动的力较完整的传递,故振动部4设置为金属片或金属杆等结构,且在将其与本体21、第一固定部5、第二固定部1连接时,为了能够使结构具有较好的稳定性,不易损坏,其各个部分均设置为金属件,且各个部件一体成型。
117.其中,上述中各个金属件之间可以直接连接,也可以通过其他如连杆44的结构连接,在通过类似于连杆44的连接件连接时,能够减小激振部2、振动部4、第一固定部5之间的连接刚度,在激振部2传递振动时,此种结构配合下,与直接接触的较大面接连接的产生的较大的刚度相比,能够使振动传动的效果更好。
118.但是其需要指出的是,本专利申请文件的一部分包含受著作权保护的内容。除了对专利局的专利文件或记录的专利文档内容制作副本以外,著作权人保留著作权。
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