压电驱动装置、机器人以及它们的驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及压电驱动装置以及具备压电驱动装置的机器人等各种装置。
【背景技术】
[0002]—直以来，已知有使用压电元件的压电致动器(压电驱动装置)(例如专利文献1)。该压电驱动装置的基本结构构成为在加强板的两个面彼此之上2行2列地配置有4个压电元件，共计8个压电元件设置于加强板的两侧。各个压电元件是分别利用2片电极夹着压电体的单元，加强板也作为压电元件的一方的电极而被利用。在加强板的一端设置有用于与作为被驱动体的转子接触从而使转子旋转的突起部。若对4个压电元件中的配置于对角的两个压电元件施加交流电压，则上述2个压电元件进行伸缩运动，据此加强板的突起部进行往复运动或椭圆运动。而且，由于该加强板的突起部的往复运动或椭圆运动，作为被驱动体的转子向规定的旋转方向旋转。另外，通过将施加交流电压的两个压电元件切换为其它两个压电元件，能够使转子向相反方向旋转。
[0003]以往，作为在压电驱动装置中使用的压电体，使用所谓的块状压电体。在本说明书中，“块状压电体”是指厚度为100 μπι以上的压电体。利用块状压电体的理由是因为，为了使从压电驱动装置施加至被驱动体的力足够大而想要增大压电体的厚度。
[0004]专利文献1:日本特开2004-320979号公报
[0005]然而，存在想要使压电驱动装置小型化从而作为能够收纳于较小的空间的小型致动器来利用的期望。可是，若为了压电驱动装置的小型化而缩小压电体的厚度，则会产生需要较大的驱动电流的技术问题。另外，随着驱动电流变大，布线也变粗，因此例如在将压电驱动装置配置于较小的空间(例如机器人的关节内)的情况下，会产生布线空间可能不足的技术问题。
【发明内容】
[0006]本发明是为了解决上述技术问题的至少一部分而提出的，能够以如下方式或应用例来实现。
[0007](1)根据本发明的一个实施方式提供如下压电驱动装置，该压电驱动装置具备:压电体；电极，其设置于上述压电体；以及驱动电路，其对上述电极施加驱动电压。上述压电体的厚度为0.05μπι以上20 μ m以下，上述驱动电压是对变动的电压施加了偏置电压(Offset Voltage)的电压。
[0008]根据该压电驱动装置，将对变动的电压施加有偏置电压的电压作为驱动电压施加于压电元件，因此在使用厚度小的压电体的情况下，也能够缩小驱动电流。
[0009](2)在上述压电驱动装置中，也可以构成为上述压电体的材质含有锆钛酸铅，上述偏置电压为20V以上。
[0010]根据该结构，能够使驱动电流足够小。
[0011](3)在上述压电驱动装置中，也可以构成为上述压电体的厚度为0.05 μπι以上10 μm以下。
[0012]根据该结构，与压电体的厚度超过ΙΟμπι的情况相比，因对交流电压施加偏置电压而导致的驱动电流的降低效果更加显著。
[0013](4)在上述压电驱动装置中，也可以构成为上述压电体的厚度为0.05 μπι以上3 μm以下。
[0014]根据该结构，与压电体的厚度超过3 μπι的情况相比，因对交流电压施加偏置电压而导致的驱动电流的降低效果更加显著。
[0015](5)在上述压电驱动装置中，也可以构成为具备:振动板，其具有第一面以及第二面；和压电振动体，其包括上述压电体以及上述电极，上述压电振动体配置于上述振动板的上述第一面以及第二面中的至少一面。
[0016]根据该结构，能够通过振动板与压电振动体的振动产生力。
[0017](6)在上述压电驱动装置中，也可以构成为上述压电振动体配置于上述振动板的上述第一面以及第二面。
[0018]根据该结构，压电振动体配置于振动板的第一面与第二面这两面，因此能够增大压电驱动装置的驱动力。
[0019](7)也可以构成为上述压电驱动装置具备设置于上述振动板并能够与被驱动体接触的突起部。
[0020]根据该结构，能够使用突起部使被驱动体动作。
[0021 ] (8)在上述压电驱动装置中，也可以构成为上述电极包括第一电极和第二电极，上述压电体位于上述第一电极与上述第二电极之间。
[0022]本发明能够通过各种方式实现，例如除压电驱动装置之外，还能够通过压电驱动装置的驱动方法、压电驱动装置的制造方法、搭载压电驱动装置的机器人等各种装置及其驱动方法等各种方式实现。
【附图说明】
[0023]图1是表示第一实施方式的压电驱动装置的简要结构的俯视图以及剖视图。
[0024]图2是振动板的俯视图。
[0025]图3是表示压电驱动装置与驱动电路的电连接状态的说明图。
[0026]图4是表示压电驱动装置的动作的例子的说明图。
[0027]图5是表不驱动电压的例子的图。
[0028]图6是表示实施方式的偏置电压与驱动电流以及静电电容的关系的图。
[0029]图7是表示比较例的偏置电压与驱动电流以及静电电容的关系的图。
[0030]图8是其它实施方式的压电驱动装置的剖视图。
[0031]图9是其它实施方式的压电驱动装置的俯视图。
[0032]图10是表示利用了压电驱动装置的机器人的一个例子的说明图。
[0033]图11是机器人的手腕部分的说明图。
[0034]图12是表示利用了压电驱动装置的送液栗的一个例子的说明图。
【具体实施方式】
[0035].第一实施方式:
[0036]图1 (A)是表示本发明的第一实施方式的压电驱动装置10的简要结构的俯视图，图1 (B)是其B-B剖视图。压电驱动装置10具备振动板200和分别配置于振动板200的两面(第一面211和第二面212)的两个压电振动体100。压电振动体100具备基板120、形成于基板120之上的第一电极130、形成于第一电极130之上的压电体140以及形成于压电体140之上的第二电极150。第一电极130与第二电极150夹持着压电体140。两个压电振动体100以振动板200为中心对称地配置。除非特别声明，两个压电振动体100具有相同的结构，以下，对位于振动板200的上侧的压电振动体100的结构进行说明。
[0037]压电振动体100的基板120被用作用于在成膜工序中形成第一电极130、压电体140以及第二电极150的基板。另外，基板120也具有作为进行机械式振动的振动板的功能。基板120例如能够由S1、Al203、Zr02等形成。作为Si制的基板120，例如能够利用半导体制造用的Si晶片。在该实施方式中，基板120的平面形状为长方形。基板120的厚度例如优选为10 μπι以上100 μπι以下的范围。若基板120的厚度为10 μπι以上，则在基板120上的成膜处理时能够比较容易地操作基板120。另外，若基板120的厚度为100 μπι以下，则能够根据由薄膜形成的压电体140的伸缩容易使基板120振动。
[0038]第一电极130形成为形成于基板120上的1个连续的导电体层。另一方面，如图1 (Α)所不，第二电极150被划分为5个导电体层150a?150e(也称为“第二电极150a?150e”)。位于中央的第二电极150e在基板120的宽度方向的中央形成为遍及基板120的长度方向的大致整体的长方形形状。其它4个第二电极150a、150b、150c、150d具有相同的平面形状，形成于基板120的四个角的位置