压电双晶片执行器的集成柔性边界的制作方法
【专利摘要】本申请涉及一种具有一体柔性边界的压电双晶片执行器(16)，该压电双晶片执行器(16)使用第一压电元件(22a)、第二压电元件(22b)和复合层(20)，该复合层(20)紧密啮合在第一压电元件(22a)和第二压电元件(22b)之间以形成双晶片执行器(16)。复合层(20)从压电元件(22a，22b)外围的边缘延伸，并且具有弯曲的接合部分(24)，所述弯曲的接合部分(24)为附接双晶片执行器(16)提供底座。
【专利说明】
压电双晶片执行器的集成柔性边界
技术领域
[0001] 本公开的实施例总体设及压电执行器，W及更具体地，设及在两个压电圆盘之间 具有中屯、层的压电双晶片执行器，其中，该中屯、层从圆盘W弯曲轮廓延伸，W获得允许双压 电晶片在操作期间延伸和收缩的底座。
【背景技术】
[0002] 压电双晶片执行器被用于多种应用，包括用于空气动力面上的主动流动控制的合 成射流发生器。典型地，使用刚性结构夹紧运样的双压电晶片执行器。在操作期间，刚性底 座限制双压电晶片的收缩和延伸。该限制减少了装置的自由位移。此外，刚性夹紧在提供可 重复的紧固力方面是有问题的，其在共振频率上引起变化。现有技术中使用的替代性底座 为由于摩擦而降低执行器的性能的双压电晶片底座提供滑动的表面。
[0003] 因此，所期望的是提供具有鲁棒性但允许延伸和收缩的灵活底座并且隔离双压电 晶片和底座结构的压电双晶片执行器。
【发明内容】
[0004] 示例性实施例提供了一种具有一体柔性边界的压电双晶片执行器，其使用第一压 电元件、第二压电元件和紧密晒合在第一和第二压电元件之间的复合层W形成双压电晶片 执行器。复合层从压电元件的外围边缘延伸，并且有弯曲的接合部分，该弯曲的接合部分为 附接双压电晶片执行器提供底座。
[0005] 实施例公开了一种制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器的方法，其中压电 圆盘被放置在凹模的凹陷处的中屯、。浸透的碳纤维片随后被压在压电圆盘的顶部，促使纤 维抵靠在模具凹陷处的圆周的圆角表面，W获得所希望的弯曲区段的几何结构，并且创建 凹痕。较高的压电圆盘被放置在浸透的碳纤维顶部的凹痕中，W形成双压电晶片执行器。双 压电晶片执行器随后被固化。
【附图说明】
[0006] 已经讨论过的特征、功能、W及优势能够在本公开的各个实施例中独立地实现，或 者也可W结合在其他实施例中，其进一步的详细细节能够参考下面的说明和附图看出。
[0007] 图1是现有技术的双压电晶片执行器的底座配置的侧截面示意图；
[000引图2是公开的具有一体柔性边界的压电双晶片执行器的示例性实施例的侧截面示 意视图；
[0009] 图3是制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器的一个实施例的示例性模具的 侧截面视图；
[0010] 图4A是凹模元件的四分之一截面等距视图；
[0011] 图4B是其中插入较低的压电圆盘的凹模元件的四分之一截面等距视图；
[0012] 图4C是其中碳纤维支撑元件插入到模具中的凹模元件的四分之一截面等距视图；
[0013] 图4D是其中插入较高的压电圆盘的凹模元件的四分之一截面等距视图；
[0014] 图4E是完成的模具堆叠的四分之一截面等距视图；
[0015] 图4F是模具堆叠元件的分解侧截面视图；
[0016] 图5是用于具有一体柔性边界的压电双晶片执行器的模具加工过程的示例性模具 加压和加热堆叠的方块示意图；
[0017] 图6A是具有一体柔性边界的用模具制作的压电双晶片执行器的四分之一截面等 距视图；
[0018] 图6B是图6A的附有电子引线的压电双晶片执行器的侧截面视图；
[0019] 图7是碳纤维支撑元件的弯曲部分的横截面形状的示例性几何结构表示；
[0020] 图8A至图8C是公开的实施例的制造方法的流程图；
[0021 ]图9A是显示元件的尺寸关系的一个示例性实施例的侧截面视图；
[0022] 图9B是详细的侧截面视图，其说明弯曲的接合部分中的拐点；
[0023] 图9C是详细的侧截面视图，其说明弯曲的接合部分中的替代性形状的拐点；
[0024] 图9D是说明双压电晶片执行器的晓曲变形/晓度(deflection)的侧截面视图；
[0025] 图10A是具有机翼的飞行器的视图，该飞行器在凹槽(recessed pocket)中实现双 压电晶片执行器，W用于主动流动控制；
[0026] 图10B是图10A的凹槽和双压电晶片执行器的详细的截面视图；
[0027] 图11A是实现双压电晶片执行器、W便致动阀杆的阀口的侧截面视图；W及，
[0028] 图11B是实现双压电晶片执行器、W便致动阀槽的阀口的侧截面视图。
【具体实施方式】
[0029] 此处所描述的系统和方法提供具有一体柔性边界的压电双晶片执行器的实施例。 灵活的界限通过在双压电晶片的中屯、层外围中结合从压电元件例如压电圆盘延伸的弯曲 的区段形成。弯曲的区段提供了一种底座，其允许附接双压电晶片，并且允许双压电晶片在 操作期间延伸和收缩。通过在模具中的两个压电圆盘之间放置中屯、预浸溃材料复合层并且 用热压机固化，在制模过程中制造弯曲的底座。
[0030] 参考附图，图1示出了现有技术的双压电晶片执行器的原理图表示，其中压电元 件，用于示例性实施例的压电圆盘10a和10b，将通常由复合片材制造的中屯、层12夹入其中， 中屯、层12从圆盘W距离R向外线性地延伸，用于附接在夹紧件14中。
[0031] 如图2中所见，本文公开的实施例在中屯、复合层20中创建了用于压电双晶片执行 器16的一体柔性边界，其用具有环氧树脂基体的碳纤维形成，通过从中屯、区段18延伸中屯、 复合层，其紧密晒合在协作的圆盘形状的压电圆盘22a和22b之间，并具有弯曲的接合部分 24。弯曲的接合部分24在外围附接部分26终止，其可W固定在夹紧件28中。夹紧件28是典型 地环形，其固定圆形边界中的外围附接部分。弯曲的接合部分24的几何形状提供了灵活性， 其允许双压电晶片执行器在箭头30所表示的致动方向中延伸和收缩。
[0032] 具有一体柔性边界的压电双晶片执行器的制造用凹模32和配套的凸模34完成，如 图3所示。凹模32中的凹陷处36被按照尺寸制作W接收压电圆盘和预浸溃材料碳纤维/环氧 树脂中屯、层，如随后所描述的。凹陷处36有圆角的外圆周37(见图4A至图4E)W增强中屯、复 合层20的弯曲的接合部分24的形成。如关于图4A至图4E将描述的，在逐步建立之后，凸模34 具有突出物38, W在模具堆叠上施加夹紧力。在凸模和凹模中提供对齐孔4〇W接收对齐杆 39,从而在加工过程中增强模具的夹紧。
[0033] 如图4A中所示，提供凹模32。如图4B中所示，较低的压电圆盘2姑被插入凹模32中 的凹陷处36中。复合中屯、层20随后被插入凹模32中较低的压电圆盘2?之上，并且弯曲的接 合部分24被塑造成在凹陷处36的圆角圆周之上，如图4C中所示。堆叠中的模具和用模具制 作的元件之间的间隔W及元件的厚度在附图中被扩大W用于描述元件。对于示例性实施 例，复合中屯、层20是用利用环氧树脂浸透的碳纤维织物创建的预浸溃材料。从汉高公司 化enkel AG&Co.)可购买的Hysol牌(Hysol⑥）环氧树脂被用于所公开的实施例。较高的压 电圆盘22b随后被插入凹模32中，如图4D所示，并且用凸模34覆盖W完成模具堆叠41，如图 4E和图4F所示。
[0034] 完成的模具堆叠随后被插入具有底板42和活塞46的压力机，如图5示意性所示。加 热器元件44为固化复合中屯、层20中的环氧树脂提供加热，而压力机活塞46在配对的模具堆 叠41上施加压力。
[0035] 完成的具有一体柔性边界的压电双晶片执行器在图6A和图6B被示出。中屯、复合层 20，从中屯、区段18延伸，并且通过弯曲的接合部分24从圆盘的外围边缘延伸，其中，中屯、区 段18紧密固定在协作的圆盘形的压电圆盘22a和22b之间。弯曲的接合部分24具有图7中所 示的平坦的基本S形轮廓，接合部分24在外围附接部分26中终止，该外围附接部分26可W被 固定在夹紧件中。尽管在实施例中示出为基本对称的S形状，适当的双半径形状可W被用在 各种替代性实施例中。如图6B中所见，第一电导线50被连接到较高的压电圆盘22b，其中银 环氧树脂块被应用于碳覆盖贴片（carbon veil patch)52。第二电导线54被连接到较低的 压电圆盘22a，其中银环氧树脂块被应用于碳覆盖贴片56。地线58借助银环氧树脂块被连接 到中屯、复合层20。
[0036] 公开的实施例的制造细节在图8A到图8C的流程图中所示的方法中描述。碳纤维片 用Hysol⑥环氧树脂浸透，步骤802。对于所示的实施例，使用3英寸的基本圆形的贴片。超 轻碳纤维织物，CF101，2.0盎司，平纹梭织的经缔密度为13 X 13，0.004英寸厚，Ik落纤 (tow)，可购于加利福尼亚州特哈查比CST-复合材料存储公司（CST-The Composites Store，Inc.，Tehachapi，CA)，被用在示例性实施例中。厚度为0.003英寸到0.005英寸的运 种性质的织物能为支持压电圆盘提供所期望的物理特性。压电圆盘被放置在凹模的凹陷处 的中屯、内，步骤804。直径为1.25英寸，厚度为0.0075英寸的圆盘被用在示例性实施例中。浸 透的碳纤维片被压在压电圆盘的顶部上，促使纤维抵靠在模具凹陷处的圆周的圆角表面， W获得所希望的弯曲区段的几何形状，并且形成凹痕W接收第二压电圆盘，步骤806。较高 的压电圆盘被放置在被浸透的碳纤维的顶部上的凹痕中W形成双压电晶片执行器，步骤 808。两个压电圆盘应该有相同的极性。凸模在较高的压电圆盘的顶部对齐W完成模具堆 叠，步骤810。模具堆叠被放置在热压机中，步骤812,并且力被应用到热压机(对于示例实施 例，近似于100磅的力），步骤814。模具被加热W便固化(对于示例实施例，近似于100°C)，步 骤816,并且溫度和压力在所期望的固化时期内被保持(对于示例实施例，近似于1小时），步 骤818。允许从热压机被移除的模具堆叠冷却，步骤820。固化的圆盘双压电晶片从模具被移 除，步骤822。切割基本圆形的碳覆盖片，该覆盖片具有相比压电圆盘的直径更小的直径，W 便放置在较高的压电圆盘上(对于示例实施例，近似于直径1英寸），步骤824, W通过压电材 料传导高电压。碳纤维覆盖，1064,0.2盎司，0.0021英寸厚，可购于俄亥俄州布鲁克维尔的 Glast纤维发展公司化；Lbre Glast Developments Corporation，B;rookville，OH)，被用在 示例性实施例中。环氧树脂的薄层被应用到压电圆盘的暴露表面，步骤826,并且碳覆盖片 被放置在压电圆盘上的环氧树脂上，其中碳覆盖和碳纤维不重叠，步骤828。少量的银环氧 树脂(对于示例实施例，为几小滴)被放置在碳覆盖片的顶部上，步骤830。圆盘双压电晶片 被面朝下放置在凸模上，并且步骤824至830针对双压电晶片的另一侧的较低压电圆盘被重 复。环氧树脂随后被用于填充碳纤维中的任何孔中，步骤832,并且凹模被放置在圆盘双压 电晶片的顶部上，步骤834。模具堆叠再次被放置在热压机中，步骤836, W及压力和高溫被 应用，步骤838。溫度和压力在所期望的固化期间被再次保持（1小时、100磅的力W及100°C 用于示例实施例），步骤840。模具堆叠从热压机上被移除并且被允许冷却，步骤842,并且双 压电晶片执行器随后从模具被移除，步骤844。在碳纤维上切刻小的区域W连接地线，步骤 846。在压电圆盘被暴露的侧面上的小区域中，环氧树脂被磨损，恰好用于与碳覆盖贴片的 暴露接触，步骤848。电线随后被连接到双压电晶片执行器在碳覆盖上创建的区域中，用于 电接触(美国线规32AWG的导线被用于示例实施例），步骤850。具有银环氧树脂和Ξ条电线 的双压电晶片执行器随后被放置在l〇〇°C的火炉中15分钟，W允许银环形树脂的固化，步骤 852。
[0037] 在示例性实施例中，如图9A中所描述的，第一压电圆盘2?有直径D 23aW及第二 压电圆盘22b有直径C 23b。复合层20的中屯、部分18的周长被第一拐点25a定义，中屯、部分有 长度A 23c。第一压电圆盘22a和第二压电圆盘22b被放置为与第一拐点25a等距离，W分别 地在中屯、部分18长度A 23c内形成外围宽度为D'23d和C'23e，W形成双压电晶片执行器。
[0038] 在相同的说明性实施例中，如图9B所述，上面所描述的弯曲的接合部分24能够是 具有上面所描述的双半径的加固物部分24'，其中凸曲线24a在拐点25a和至少一个第二拐 点2加之间延伸，W及凹曲线24b在该至少一个第二拐点2加和第Ξ拐点25c之间延伸。在加 固物部分24'中的至少一个第二拐点可W包括两个拐点25b'和25b"，其形成凸曲线24曰、线 性部分24c、W及凹曲线24b，如图9C中所示。出于本公开的目的，拐点被定义为线条的凸的 部分和凹的部分、凸的部分和平的部分、或者凹的部分和平的部分之间的过渡点。
[0039] 在相同的说明性实施例中，如图9B所述，上面所描述的外围附接部分26能够包括 底座部分26'。底座部分26'从第Ξ拐点25c延伸并且如上面所描述的能够被固定在夹紧件 28中。如上面所述，夹紧件28能够是如上所述的环形，或者夹紧能够通过紧固手段实现，例 如使用粘合剂粘附，使用合适的紧固件和任何另外的合适的紧固手段紧固，该紧固手段将 外围附接部分26充分固定到表面。
[0040] 在一个实施例中，第二压电圆盘22b的直径C 23b与长度A 23c相等。而在另一个实 施例中，第二压电圆盘22b的直径C 23b小于长度A 23c。第一压电圆盘2?的直径D 23a可W 等于第二压电圆盘22b的直径C 23b。
[0041] 第二压电圆盘22b外围的宽度C'23e的安排与双压电晶片执行器在致动期间实现 的垂直的位移E 23f成比例，如图9D中所说明的箭头30所示。为了清楚，垂直的位移E 23f被 扩大。除此之外，如上面所描述的，加固物部分24'提供了灵活性，其允许双压电晶片执行器 在箭头30所代表的致动方向中的延伸和收缩。
[0042] 现在转向图10A至图10B，提供示出上述双压电晶片执行器不同的实施方式的图示 说明。图lOA和图lOB示出具有上述双压电晶片执行器16的飞行器60,该双压电晶片执行器 16被放置在机翼62的凹槽61中，作为主动流动控制装置，其中由箭头64表示的空气流经过 凹槽上部并越过凹槽。
[0043] 图11A，示出了双压电晶片执行器16,其被放置在阀口66中用于致动阀杆68, W便 抵靠阀座70打开和关闭。用于阀忍72的替代性阀口应用由图11B示出，其中双压电晶片执行 器16驱动线轴74W打开和关闭液体路径76。
[0044] 进一步地，本公开包括根据下面的条款的实施例：
[0045] 条款1. 一种具有一体柔性边界的压电双晶片执行器，其包括：
[0046] 第一压电元件；
[0047] 第二压电元件；
[0048] 复合层，其紧密晒合在所述第一和第二压电元件之间W形成双压电晶片执行器， 所述复合层从压电元件的外围边缘延伸并且有弯曲的接合部分，该弯曲的结合部分为附接 双压电晶片执行器提供底座。
[0049] 条款2.如条款1中所定义的具有一体柔性边界的压电双晶片执行器，其中所述第 一和第二压电元件是第一和第二压电圆盘，并且所述复合层包括晒合在所述第一和第二压 电圆盘之间的中屯、区段，双半径的弯曲接合部分从中屯、区段延伸并且在外围附接部分终 止。
[0050] 条款3.如条款2中所定义的具有一体柔性边界的压电双晶片执行器，其中所述双 半径的弯曲接合部分基本上是S形状。
[0051] 条款4.如条款1、2或3中所定义的具有一体柔性边界的压电双晶片执行器，其中所 述复合层包括浸溃有环氧树脂的碳纤维。
[0052] 条款5.如条款4中所定义的具有一体柔性边界的压电双晶片执行器，其中所述碳 纤维包括厚度为0.003到0.005英寸的平纹梭织的碳织物。
[0053] 条款6.如条款1、2、3、4或5中所定义的具有一体柔性边界的压电双晶片执行器，还 包括粘附到所述第一压电圆盘上的第一碳覆盖贴片，和粘附到所述第二压电圆盘上的第二 碳覆盖贴片，每个所述碳覆盖贴片接收电线。
[0054] 条款7.如条款6中所定义的具有一体柔性边界的压电双晶片执行器，其中每个电 线用银环氧树脂被固定到相关联的碳覆盖贴片。
[0055] 条款8.如条款1、2、3、4、5、6或7中所定义的具有一体柔性边界的压电双晶片执行 器，其中所述第一压电元件包括具有第一直径的第一压电圆盘;所述第二压电元件包括具 有第二直径的第二压电圆盘；W及所述复合层具有定义中屯、部分的周长具有长度A的第一 拐点，其中所述复合层的中屯、部分紧密晒合在所述第一和第二压电圆盘之间W形成双压电 晶片执行器，W及其中所述第一和第二压电圆盘被放置在中屯、部分的周长的长度A内，W及 其中所述第二直径小于或等于长度A。
[0056] 条款9.如条款1、2、3、4、5、6、7或8中所定义的具有一体柔性边界的压电双晶片执 行器，进一步包括适于晒合压电元件之一的阀杆。
[0057] 条款10.如条款1、2、3、4、5、6、7、8或9中所定义的具有一体柔性边界的压电双晶片 执行器，进一步包括适于晒合压电元件之一的阀槽。
[0058] 条款11. 一种制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器的方法，其包括：
[0059] 在凹模中的凹陷处的中屯、放置压电圆盘；
[0060] 把浸透的碳纤维片压在压电圆盘的顶部，促使纤维抵靠模具中凹陷处的圆周的圆 角表面，获得所希望的弯曲区段的几何形状，并且产生凹痕；
[0061] 在浸透的碳纤维顶部上的凹痕中放置较高的压电圆盘，W形成双压电晶片执行 器；W及，
[0062] 固化双压电晶片执行器。
[0063] 条款12.如条款11中所定义的制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器的方 法，其中固化双压电晶片执行器的步骤进一步包括：
[0064] 在较高的压电圆盘的顶部上对齐凸模，W完成模具堆叠；
[0065] 将模具堆叠放置在热压机中；
[0066] 加热模具W便固化。
[0067] 条款13.如条款12中所定义的制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器的方 法，进一步包括向热压机施力。
[0068] 条款14.如条款13中所定义的制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器的方 法，进一步包括：
[0069] 从热压机移除模具堆叠并且允许堆叠冷却；
[0070] 从模具移除固化的圆盘双压电晶片。
[0071] 条款15.如条款14中所定义的制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器的方 法，进一步包括：
[0072] 切割基本圆形的碳覆盖片，该碳覆盖片具有相比压电圆盘更小的直径，用于布置 在较高的压电圆盘上；
[0073] 将环氧树脂薄层应用到较高的压电圆盘的暴露表面；
[0074] 将碳覆盖片放置在环氧树脂薄层上，其中碳覆盖和碳纤维不重叠；
[0075] 将少量银环氧树脂放置在碳覆盖片的顶部；
[0076] 将圆盘双压电晶片面朝下放置在凸模上；
[0077] 切割第二个基本圆形的碳覆盖片，该第二个基本圆形的碳覆盖片具有相比压电圆 盘更小的直径，用于布置在较低的压电圆盘上；
[0078] 将第二个环氧树脂薄层应用到较低的压电圆盘的暴露表面;W及
[0079] 将第二个基本圆形的碳覆盖片放置在第二个环氧树脂薄层上，其中碳覆盖和碳纤 维不重合。
[0080] 条款16.如条款15中所定义的制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器的方 法，进一步包括：
[0081 ]应用环氧树脂W填充到碳纤维中的任何孔中；
[0082] 将凹模放置在圆盘双压电晶片的顶部，重新构建模具堆叠；
[0083] 将模具堆叠放置到热压机中；
[0084] 应用力和高溫W便固化。
[0085] 条款17.如条款16中所定义的制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器的方 法，进一步包括：
[0086] 从模具堆叠移除热压机并允许磨具堆叠冷却；
[0087] 从磨具移除双压电晶片执行器；
[0088] 在碳纤维上切刻小的区域W附接地线；
[0089] 在压电圆盘的暴露面上的小区域内磨损环氧树脂，W用于与第一和第二碳覆盖贴 片暴露接触；W及，
[0090] 在磨损的区域内，用银环氧树脂将电线附接到双压电晶片执行器，用于电接触。
[0091] 条款18.如条款17中所定义的制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器的方 法，进一步包括将具有银环氧树脂和Ξ条电线的双压电晶片执行器放置在火炉中，W允许 银环氧树脂固化。
[0092] 条款19. 一种包含执行器的飞行器，其包括：
[0093] 第一压电元件；
[0094] 第二压电元件；
[00M]复合层，其紧密晒合在所述第一和第二压电元件之间W形成双压电晶片执行器， 所述复合层从压电元件的外围边缘延伸，并且具有弯曲的接合部分，该弯曲的接合部分为 附接双压电晶片执行器提供底座。
[0096] 条款20.如权利要求19中所定义的飞行器，其中双压电晶片执行器被安排在飞行 器的机翼上的凹槽中W使得能够进行主动流动控制。
[0097] 根据专利法规所要求的，现已经详细描述本公开的各种实施例，本领域技术人员 将会意识到对于本文所公开的具体实施例的各种修改和替换。运些修改落入随附权利要求 书中限定的本公开的范围和意图之内。
【主权项】
1. 一种具有一体柔性边界的压电双晶片执行器(16)，其包括： 第一压电元件(22a); 第二压电元件(22b); 复合层(20)，其紧密啮合在所述第一压电元件(22a)和所述第二压电元件(22b)之间以 形成双压电晶片执行器（16)，所述复合层(20)从所述压电元件的外围边缘延伸并且具有弯 曲的接合部分(24)，所述弯曲的接合部分(24)为附接所述双晶片执行器(16)提供底座。2. 如权利要求1中所定义的具有一体柔性边界的压电双晶片执行器（16)，其中所述第 一压电元件(22a)和所述第二压电元件(22b)是第一压电圆盘(22a)和第二压电圆盘(22b)， 并且所述复合层（20)包括中心区段（18)，所述中心区段（18)啮合在所述第一压电圆盘 (22a)和所述第二压电圆盘(22b)之间，双半径的弯曲的接合部分(24)从所述中心区段(18) 延伸并且在外围的附接部分(26)终止。3. 如权利要求1或2中所定义的具有一体柔性边界的压电双晶片执行器（16)，其中所述 复合层(20)包括用环氧树脂浸渍的碳纤维。4. 如权利要求1或2中所定义的具有一体柔性边界的压电双晶片执行器（16)，进一步包 括粘附到所述第一压电圆盘（22a)的第一碳覆盖贴片（56)以及粘附到所述第二压电圆盘 (22b)的第二碳覆盖贴片(52)，每个所述碳覆盖贴片(56,52)都接收电线(54,50)。5. 如权利要求1或2中所定义的具有一体柔性边界的压电双晶片执行器（16)，其中所述 第一压电元件包括具有第一直径(23a)的第一压电圆盘(22a);所述第二压电元件（22b)包 括具有第二直径(23b)的第二压电圆盘(22b)并且所述复合层(20)具有限定中心部分（18) 的周长具有长度A(23c)的第一拐点（25a)，其中所述复合层(20)的中心部分（18)紧密啮合 在所述第一压电圆盘(22a)和所述第二压电圆盘(22b)之间以形成所述双晶片执行器（16)， 并且其中所述第一压电圆盘(22a)和所述第二压电圆盘(22b)被放置在中心部分（18)的周 长长度A(23c)内，以及其中所述第二直径(23b)小于或等于长度A(23c)。6. 如权利要求1或2中所定义的具有一体柔性边界的压电双晶片执行器（16)，进一步包 括阀杆(68)，所述阀杆(68)适于啮合所述压电元件(22a，22b)中的一个。7. 如权利要求1或2中所定义的具有一体柔性边界的压电双晶片执行器（16)，进一步包 括阀槽(74)，所述阀槽(74)适于啮合所述压电元件(22a，22b)中的一个。8. -种制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器(16)的方法，其包括： 将压电圆盘(22a)放置在凹模(32)中的凹陷处(36)的中心； 将浸透的碳纤维片压在所述压电圆盘(22a)的顶部上，促使所述纤维抵靠所述模的所 述凹陷处(36)的圆周（37)的圆角表面，以获得期望的弯曲区段(24)的几何形状，并且创建 凹痕； 将较高的压电圆盘(22b)放置在浸透的碳纤维顶部上的所述凹痕中以形成双晶片执行 器(16);以及， 固化所述双晶片执行器（16)。9. 如权利要求8中所定义的制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器（16)的方法， 其中固化所述双晶片执行器(16)的步骤进一步包括： 将凸模(34)对齐到所述较高的压电圆盘(22b)的顶部以完成模具堆叠(41); 将所述模具堆叠(41)放置到热压机(42)中； 加热所述模具(41)以便固化。10. 如权利要求9中所定义的制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器（16)的方法， 进一步包括向所述热压机(42)施力。11. 如权利要求10中所定义的制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器（16)的方 法，进一步包括： 从热压机(42)移除所述模具堆叠(41)并且允许所述堆叠冷却； 从所述模具移除固化的圆盘双晶片。12. 如权利要求11中所定义的制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器（16)的方 法，进一步包括： 切割基本圆形的碳覆盖片（56，52)，所述碳覆盖片（56，52)具有相比所述压电圆盘 (22a，22b)的直径更小的直径，以便放置在所述较高的压电圆盘(22b)上； 将环氧树脂薄层应用到所述较高的压电圆盘(22b)的暴露表面； 将所述碳覆盖片(52)放置在所述环氧树脂薄层上，其中碳覆盖和碳纤维不重叠； 将少量银环氧树脂放置在碳覆盖片(52)的顶部上； 将所述圆盘双晶片面朝下放置在所述凸模(34)上； 切割第二个基本圆形的碳覆盖片(56)，所述第二个基本圆形的碳覆盖片(56)具有相比 所述压电圆盘(22a，22b)的直径更小的直径，以便放置在较低的压电圆盘(22a)上； 将第二个环氧树脂薄层应用到所述较低的压电圆盘(22a)的暴露表面；以及 将所述第二个基本圆形的碳覆盖片(56)放置在所述第二个环氧树脂薄层上，其中碳覆 盖和碳纤维不重合。13. 如权利要求12中所定义的制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器（16)的方 法，进一步包括： 应用环氧树脂以填充碳纤维中的任何孔； 将所述凹模(32)放置在所述圆盘双晶片的顶部上，重新建立所述模具堆叠(41); 将所述模具堆叠(41)放置到所述热压机(42)中； 施力并加热以便固化。14. 如权利要求13所定义的制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器（16)的方法， 进一步包括： 从所述热压机(42)移除所述模具堆叠(41)并且允许所述模具堆叠(41)冷却； 从所述模具移除所述双晶片执行器(16); 在所述碳纤维上切刻小区域以附接地线(58); 在所述压电圆盘（l〇a，10b)的暴露面上的小区域内磨损所述环氧树脂，以便与所述第 一碳覆盖贴片(52)和第二碳覆盖贴片(56)暴露接触；以及， 在所磨损的区域内，用银环氧树脂将电线(50,54)附接到所述双晶片执行器(16)，以便 电接触。15. 如权利要求14中所定义的制造具有一体柔性边界的压电双晶片执行器（16)的方 法，进一步包括将具有银环氧树脂和三条电线的所述双晶片执行器(16)放置在火炉中以允 许所述银环氧树脂固化。
【文档编号】H02N2/04GK106059383SQ201610204718
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月1日 公开号201610204718.1, CN 106059383 A, CN 106059383A, CN 201610204718, CN-A-106059383, CN106059383 A, CN106059383A, CN201610204718, CN201610204718.1
【发明人】D·J·克林曼, E·S·邹德伍凯
【申请人】波音公司