一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构的制作方法

1.本实用新型涉及压电陶瓷促动器技术领域，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：

2.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。
3.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螺纹连接，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螺纹连接，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。
4.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。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的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，锁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。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：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螺纹连接有锁紧螺母，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螺纹连接有底座，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。
7.作为上述技术方案的进一步描述：
8.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。
9.作为上述技术方案的进一步描述：
10.两个所述预紧碟片相互对称贴合。
11.作为上述技术方案的进一步描述：
12.两个所述预紧碟片的位置在锁紧螺母与连接座之间。
13.作为上述技术方案的进一步描述：
14.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。
15.与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：
16.1、本实用新型相对于现有结构，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，提高了装置的实用性。
附图说明
17.图1是本实用新型的一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构的整体结构示意图；
18.图2是本实用新型的一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构的内部立体结构示意图；
19.图3是本实用新型的一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构的整体剖视图；
20.图4是本实用新型的一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构的连接座的立体结构示意图；
21.图5是本实用新型的一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构的连接座的剖视图；
22.图6是本实用新型的一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构的底座立体结构示意图；
23.图7是本实用新型的一种降低压内应力的压电陶瓷促动器结构的底座的剖视图。
24.图例说明：
25.1、金属外壳体；2、压电陶瓷主体；3、连接座；4、预紧碟片；5、锁紧螺母；6、移动件；7、锥形凹面槽；8、上半球轴；9、下半球轴；10、底座。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定
的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.参照图1-7，本实用新型提供的一种实施例：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，金属外壳体1的上方一端固定连接有锁紧螺母5，锁紧螺母5的中心处设置有移动件6，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，金属外壳体1内部上方设置有两个预紧碟片4，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，两个预紧碟片4的位置在锁紧螺母5与连接座3之间，两个预紧碟片4相互对称贴合，用于提供预紧力，金属外壳体1远离锁紧螺母5的一端固定连接有底座10，用于电源连接；
29.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，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，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，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，可利用半球轴的半球面和锥形凹面槽7之间的非固定接触的方式，将压电陶瓷主体2与促动器固定件相结合，可以将压电陶瓷主体2的出力中心，固定在金属紧固件和移动件6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。
30.实施例二：
31.本实施例与实施例一的不同之处在于：金属外壳体1内部上方设置有弹簧，移动件6远离连接座3的一端穿过弹簧和锁紧螺母5，且与锁紧螺母5滑动连接，弹簧的位置在锁紧螺母5与连接座3之间。
32.工作原理：本实用新型在使用时，可利用两端半球轴的半球面和相对应的锥形凹面槽8之间的非固定接触的方式，利用预紧碟片4将压电陶瓷主体2与促动器固定件相结合，可以将压电陶瓷主体2的出力中心，固定在金属紧固件和移动件7的几何中心，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。
33.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。