一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构的制作方法

本发明涉及压电陶瓷促动器，具体为一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构。

背景技术：

1、压电陶瓷促动器可以将电能转换为机械能，用于高精度位移调节，广泛应用于光学、精密仪器等诸多领域。其高强度的外壳结构可以提供有效的保护，面对复杂的使用环境，多层堆叠式压电陶瓷，利用其响应快、驱动电压低、位移线性高、出力大等特性，可以作为促动器的动力源。利用压电陶瓷作为内核的促动器，是由压电陶瓷体与刚性外壳组合一体封装形成的。

2、现有的压电陶瓷通常安装在金属外壳体的内部，压电陶瓷位于底座固定端和移动件之间，底座与外壳体的一端固定连接，底座的内端面与压电陶瓷的一端固接，底座上加工有底座开槽孔，电源线通过底座开槽孔与压电陶瓷连接，锁紧螺母与外壳体的另一端固定连接，锁紧螺母上有轴向通孔，移动件的内端有台肩，移动件穿过锁紧螺母上的轴向通孔，移动件内端的台肩与压电陶瓷另一端相贴紧，移动件和锁紧螺母之间有碟片提供预紧力，当给压电陶瓷促动器接通一定条件的交流电时，促动器内部的压电陶瓷会进行伸缩运动，进而带动移动件进行伸缩运动，并以此提供高精度的位移和稳定的出力。

3、在某些特殊的应用场合中，促动器的设计高度超过200mm，此情况下陶瓷叠堆长高比会很大，整体刚度较低，纵切面很容易在伸缩运动过程中，因弯曲过度而开裂。同时，原有的结构是用胶水粘接的固定方式，将压电陶瓷块和金属紧固件和金属移动件结合在一起，陶瓷体的运动出力中心与金属件的几何中心的偏差，会给陶瓷运动带来阻力，进而在陶瓷运动时产生纵切面的内应力，加速了陶瓷叠堆老化。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构，利用半球面和锥形凹面非固定接触的方式，将压电陶瓷体与促动器固定件相结合，将压电陶瓷体的出力中心，固定在金属紧固件和金属移动件的几何中心位置，在陶瓷运动时，也会将纵剪切力带来的内应力降低，延缓陶瓷老化。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构，包括金属外壳体和压电陶瓷主体，所述金属外壳体的上方一端固定连接有锁紧螺母，所述锁紧螺母的中心处设置有移动件，所述移动件靠近压电陶瓷主体的一端固定连接有连接座，所述金属外壳体内部上方设置有两个预紧碟片，所述金属外壳体远离锁紧螺母的一端固定连接有底座，所述连接座和底座靠近压电陶瓷主体的一端端面的中心处均开设有锥形凹面槽，所述压电陶瓷主体靠近连接座的一端中心处固定连接有上半球轴，所述压电陶瓷主体靠近底座的一端中心处固定连接有下半球轴。

5、优选的，所述移动件远离连接座的一端穿过两个预紧碟片和锁紧螺母，且与锁紧螺母滑动连接。

6、优选的，两个所述预紧碟片相互对称贴合。

7、优选的，两个所述预紧碟片的位置在锁紧螺母与连接座之间。

8、优选的，所述上半球轴与下半球轴分别与相对应的锥形凹面槽活动连接。

9、工作原理：本发明在使用时，可利用两端半球轴的半球面和相对应的锥形凹面槽之间的非固定接触的方式，利用预紧碟片，将压电陶瓷主体与促动器固定件相结合，可以将压电陶瓷主体的出力中心，锁定在金属紧固件和移动件的几何中心，从而在陶瓷运动时，将纵剪切力带来的内应力降低，延缓陶瓷老化。

10、(三)有益效果

11、本发明提供了一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构。具备以下有益效果：

12、1、本发明相对于现有结构，利用半球轴的半球面和锥形凹面槽之间的非固定接触的方式，将压电陶瓷主体与促动器固定件相结合，可以将压电陶瓷主体的出力中心，固定在金属紧固件和移动件的几何中心，在陶瓷运动时，也会将纵剪切力带来的内应力降低，延缓陶瓷老化。

技术特征：

1.一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构，包括金属外壳体(1)和压电陶瓷主体(2)，其特征在于：所述金属外壳体(1)的上方一端固定连接有锁紧螺母(5)，所述锁紧螺母(5)的中心处设置有移动件(6)，所述移动件(6)靠近压电陶瓷主体(2)的一端固定连接有连接座(3)，所述金属外壳体(1)内部上方设置有两个预紧碟片(4)，所述金属外壳体(1)远离锁紧螺母(5)的一端固定连接有底座(10)，所述连接座(3)和底座(10)靠近压电陶瓷主体(2)的一端端面的中心处均开设有锥形凹面槽(7)，所述压电陶瓷主体(2)靠近连接座(3)的一端中心处固定连接有上半球轴(8)，所述压电陶瓷主体(2)靠近底座(10)的一端中心处固定连接有下半球轴(9)。

2.根据权利要求1所述的一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构，其特征在于：所述移动件(6)远离连接座(3)的一端穿过两个预紧碟片(4)和锁紧螺母(5)，且与锁紧螺母(5)滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构，其特征在于：两个所述预紧碟片(4)相互对称贴合。

4.根据权利要求1所述的一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构，其特征在于：两个所述预紧碟片(4)的位置在锁紧螺母(5)与连接座(3)之间。

5.根据权利要求1所述的一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构，其特征在于：所述上半球轴(8)与下半球轴(9)分别与相对应的锥形凹面槽(7)活动连接。

技术总结
本发明提供一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构，涉及压电陶瓷促动器领域。该基于降低压内应力的压电陶瓷促动器结构，包括金属外壳体和压电陶瓷主体，所述金属外壳体的上方一端固定连接有锁紧螺母，所述锁紧螺母的中心处设置有移动件，所述移动件靠近压电陶瓷主体的一端固定连接有连接座，所述金属外壳体内部上方设置有两个预紧碟片，所述金属外壳体远离锁紧螺母的一端固定连接有底座。本发明可利用半球轴的半球面和锥形凹面槽之间的非固定接触的方式，将压电陶瓷主体与促动器固定件相结合，可以将压电陶瓷主体的出力中心，固定在金属紧固件和移动件的几何中心，在陶瓷运动时，也会将纵剪切力带来的内应力降低，延缓陶瓷老化。

技术研发人员：武国彪,倪宇帆,曾春祥
受保护的技术使用者：邦瓷电子科技（盐城）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22