压电致动器及其构造的盲文显示器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及压电致动技术，尤其涉及一种压电致动器及其构造的盲文显示器。
【背景技术】
[0002]盲文显示器或称盲文终端、点字显示器，是能以盲文的形式进行信息输出的电子机械式设备。其具体的作法是:在显示器的平面上有根据点字安排的孔洞，根据需要显示的字母，使某些点从孔洞中凸出，让视障者可以触摸到，并由此获知对应的信息。因此，有了盲文显示器的帮助，无法使用一般的显示设备的失明、视障用户也能够阅读信息了。
[0003]目前，盲文显示器较多地应用了压电致动器来构造。压电致动器是利用压电陶瓷的逆压电效应，通过施加电压造成压电陶瓷的变形，从而根据需要显示的字母，使某些点从孔洞中凸出或不凸出，来实现盲文触点的凸现效果。与传统的机械式盲文显示器相比，压电致动器构造的盲文显示器具有许多特点和优点:
[0004]1、结构紧凑；
[0005]2、响应速度快。
[0006]一般来讲，传统的压电致动器构造的凸现点阵盲文显示器的工作原理是，对压电单位施加电压，使其体积增大，再通过杠杆原理，使确定的点从孔洞中凸出，由此实现凸现的效果。但是，这类压电致动器构造的凸现点阵盲文显示器中，杠杆结构占据了很大空间，不能密集排列点阵。因此，其往往尺寸较大，不利于携带；且一次显示的字母较少，使用者很难快速获取大量信息。
[0007]因此，本领域的技术人员致力于开发一种压电致动器及其构造的盲文显示器，实现密集排列点阵。
【发明内容】
[0008]有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种压电致动器及其构造的盲文显示器。
[0009]为实现上述目的，本发明提供了一种压电致动器，包括第一端部和第二端部；所述压电致动器被施加驱动电压后，所述第二端部沿第一方向远离所述第一端部；所述压电致动器被撤销所述驱动电压后，所述第二端部沿与所述第一方向相反的方向回复其初始位置；其特征在于，包括条状的第一压电片和第二压电片，所述第一压电片与所述第二压电片彼此绝缘地相连且呈螺旋状延伸，所述第一压电片指向所述第二压电片的方向平行于所述第一方向。
[0010]进一步地，所述第一压电片与所述第二压电片沿圆柱螺旋线延伸，所述圆柱螺旋线的旋转轴沿所述第一方向。
[0011]进一步地，所述第一压电片的第一表面朝向所述圆柱螺旋线的旋转轴，所述第一压电片的第二表面背向所述圆柱螺旋线的旋转轴；所述第二压电片的第一表面朝向所述圆柱螺旋线的旋转轴，所述第二压电片的第二表面背向所述圆柱螺旋线的旋转轴；所述第一压电片的第一表面和所述第二压电片的第一表面接地，所述第一压电片的第二表面上具有第一电极，所述第二压电片的第二表面上具有第二电极。
[0012]可选地，所述第一压电片的极化方向为沿所述第一压电片的第一表面的法线方向，所述第二压电片的极化方向为沿与所述第二压电片的第一表面的法线方向相反的方向，所述第一电极为正极，所述第二电极为正极。
[0013]可选地，所述第一压电片的极化方向为沿所述第一压电片的第一表面的法线方向，所述第二压电片的极化方向为沿所述第二压电片的第一表面的法线方向，所述第一电极为正极，所述第二电极为负极。
[0014]进一步地，所述第一压电片的一端和所述第二压电片的一端形成所述第一端部，所述第一压电片的另一端和所述第二压电片的另一端形成所述第二端部。
[0015]进一步地，还包括条状的金属片，所述金属片的第一表面朝向所述圆柱螺旋线的旋转轴，所述金属片的第二表面背向所述圆柱螺旋线的旋转轴，所述金属片的第二表面与所述第一压电片的第一表面和所述第二压电片的第一表面接合，所述金属片接地。
[0016]进一步地，所述第一压电片的一端、所述第二压电片的一端和所述金属片的一端形成所述第一端部，所述第一压电片的另一端、所述第二压电片的另一端和所述金属片的另一端形成所述第二端部。
[0017]本发明还公开了一种盲文显示器，由前面任何一个权利要求所述的压电致动器构造，其特征在于，包括点字阵列，所述点字阵列中的每一个点字包括面板，所述面板具有多个孔，在所述面板下方对应每个所述孔布置有一个所述压电致动器，所述压电致动器的所述第一端部被固定，所述第二端部上设置有触点，所述压电致动器被施加驱动电压后，所述触点从所述孔凸出于所述面板；所述压电致动器被撤销所述驱动电压后，所述触点从所述孔回到所述面板下方。
[0018]进一步地，所述多个孔排布成3行2列的阵列。
[0019]在本发明的较佳实施方式中，提供了一种压电致动器及其构造的盲文显示器，其中盲文显示器包括点字阵列，其中的每一个点字的面板具有3行2列排布的6个孔，在面板下方对应每个孔布置有一个压电致动器。压电致动器包括沿圆柱螺旋线延伸的条状的金属片、第一压电片和第二压电片，其中第一压电片的第一表面和第二压电片的第一表面皆与金属片的背向圆柱螺旋线的旋转轴的第二表面接合。第一压电片的极化方向为沿其第一表面的法线方向，第二压电片的极化方向为沿与其第一表面的法线方向相反的方向。金属片接地，第一压电片的第二表面上具有第一电极，第二压电片的第二表面上具有第二电极，第一电极和第二电极皆为正极。第一压电片的一端、第二压电片的一端和金属片的一端形成压电致动器的第一端部，第一压电片的另一端、第二压电片的另一端和金属片的另一端形成压电致动器的第二端部。在各点字的面板的下方，压电致动器的第一端部相对于面板被固定，第二端部上设置有触点。当压电致动器被施加驱动电压后，其第二端部相对于第一端部向上弹起，带动触点使其从对应的孔中凸出于面板；当压电致动器被撤销驱动电压后，第二端部向下回复其初始位置，带动触点使其从该孔回到面板下方。
[0020]由此可见，本发明的压电致动器采用螺旋结构，其占用空间较小，因此由其构造的盲文显示器能够实现密集排列点阵。本发明的压电致动器及其构造的盲文显示器结构简单、紧凑，响应较快，在功能和应用前景等方面与传统的盲文显示器相比有显著进步。
[0021]以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0022]图1显示了本发明的盲文显示器的点字阵列。
[0023]图2是图1所示的点字阵列中的一个点字的示意图。
[0024]图3是本发明的压电致动器的结构示意图。
[0025]图4显示了图3所示的压电致动器的第二端部的结构。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示，在一个较佳实施方式中，本发明的盲文显示器I包括点字阵列，其由多个如点字10的点字排布形成，本实施例中的盲文显示器I的点字阵列是一个密集排列的点阵，即任意两个相邻的点字之间的距离可以做到很小(小于点字的长度或宽度的1/10)。
[0027]点字10的结构如图2所示，其包括面板400。面板400上设置有呈3行2列的阵列排布的6个孔，如孔300。在面板400下方，对应每个孔布置有一个压电致动器。
[0028]本发明的压电驱动器如对应孔300的压电驱动器100，如图3和4所示，压电驱动器100为螺旋结构，其第一端部(在图3中所示的螺旋结构的底部处)相对于面板400固定，即其相对于面板400处于静止状态；其第二端部(在图3中所示的螺旋结构的顶部处)与触点200相连。触点200可以通过粘接、焊接等方式连接到第二端部。
[0029]压电驱动器100包括沿圆柱螺旋线延伸的条状的金属片110、第一压电片121和第二压电片122。第一压电片121的一端、第二压电片122的一端和金属片110的一端一起形成压电致动器100的第一端部，第一压电片121的另一端、第二压电片122的另一端和金属片110的另一端一起形成压电致动器100的第二端部。
[0030]圆柱螺旋线是动点在圆柱面上绕圆柱轴线作等速螺旋运动，同时又沿轴向作等速直线运动的轨迹，其中的圆柱轴线被称作该圆柱螺旋线的旋转轴。该圆柱螺旋线具有螺旋半径R，螺距h，其中螺旋半径R为圆柱螺旋线上任何一点到旋转轴的垂直距离，即上述圆柱面的半径；螺距即导程(动点旋转一周，其沿轴向上升的高度)。本实施例中，压电驱动器100的螺旋结构的螺旋半径R为3mm，螺距h为0.7mm ;从第一端部到第二端部，螺旋结构的圈数为20。
[0031]金属片100具有第一