本發(fā)明屬于壓電促動(dòng)器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大量程高諧振頻率壓電促動(dòng)器。

背景技術(shù)：

壓電材料具有優(yōu)秀的力電耦合性能。壓電材料研制的促動(dòng)器具有反應(yīng)速度快、精度高等特點(diǎn)，在工業(yè)界具有廣泛的應(yīng)用。然而，市場(chǎng)上壓電促動(dòng)器有普遍存在量程小局限性。由于量程小，壓電促動(dòng)器主動(dòng)和自適應(yīng)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡/射電望遠(yuǎn)鏡應(yīng)用上受到很大的限制。主動(dòng)和自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)需要較高頻率帶寬，而這又很多程度上受制于系統(tǒng)所采用促動(dòng)器諧振頻率。

因此，有必要提供一種以梁型壓電促動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)的變形鏡。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種以梁型壓電促動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)的變形鏡。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種以梁型壓電促動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)的變形鏡包括整體呈平板結(jié)構(gòu)的鏡片、壓電促動(dòng)器組、以及固定在所述壓電促動(dòng)器組和所述鏡片的桿墊組，所述壓電促動(dòng)器組包括多個(gè)間隔設(shè)置的壓電促動(dòng)器，所述桿墊組包括多個(gè)相對(duì)平行間隔設(shè)置的桿墊，每一所述壓電促動(dòng)器通過(guò)一個(gè)所述桿墊固定在所述鏡片的背面，且每一所述桿墊具有橫截面為正方形的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)；每一所述壓電促動(dòng)器均是具有直梁結(jié)構(gòu)的梁型雙壓電促動(dòng)器，并包括依次層疊設(shè)置的第一條形壓電層、條形金屬層和第二條形壓電層，所述壓電促動(dòng)器的第一條形壓電層和第二條形壓電層均與具有相同電壓的外電源電連接，所述條形金屬層是所述第一條形壓電層和所述第二條形壓電層的共同電極，且所述條形 金屬層接地設(shè)置。

優(yōu)選地，每一所述壓電促動(dòng)器采取簡(jiǎn)支的方式支撐。

優(yōu)選地，所述第一條形壓電層和所述第二條形壓電層均是由壓電材料加工而成。

優(yōu)選地，所述第一條形壓電層、所述條形金屬層和所述第二條形壓電層的尺寸相同。

本實(shí)用新型的有益效果在于：所述以梁型壓電促動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)的變形鏡中的壓電促動(dòng)器采用依次層疊設(shè)置的第一條形壓電層、條形金屬層和第二條形壓電層的三層結(jié)構(gòu)，而且所述第一條形壓電層和所述第二條形壓電層施加相同的電壓時(shí)，由于電場(chǎng)方向相反，而極化方向相同，則所述第一條形壓電層拉伸，所述第二條形壓電層壓縮，或者所述第二條形壓電層拉伸，所述第一條形壓電層壓縮，從而導(dǎo)致整個(gè)壓電結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)彎曲形變，如拱穹狀，從而獲得大量程。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的以梁型壓電促動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)的變形鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示以梁型壓電促動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)的變形鏡中壓電促動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2所示壓電促動(dòng)器的彎曲示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

除非上下文另有特定清楚的描述，本實(shí)用新型中的元件和組件，數(shù)量既可以單個(gè)的形式存在，也可以多個(gè)的形式存在，本實(shí)用新型并不對(duì)此進(jìn)行限定?？梢岳斫猓疚闹兴褂玫男g(shù)語(yǔ)“和/或”涉及且涵蓋相關(guān)聯(lián)的所列項(xiàng)目中的一者或一者以上的任何和所有可能的組合。

請(qǐng)同時(shí)參閱圖1、圖2和圖3，圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的以梁型壓電促動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)的變形鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示以梁型壓電促動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)的變形鏡中壓電促動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2所示壓電促動(dòng)器的彎曲示意圖。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的以梁型壓電促動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)的變形鏡100包括整體呈平板結(jié)構(gòu)的鏡片10、壓電促動(dòng)器組20、以及固定在所述壓電促動(dòng)器組10和所述鏡片20的桿墊組30，所述壓電促動(dòng)器組20包括多個(gè)間隔設(shè)置的壓電促動(dòng)器21，所述桿墊組30包括多個(gè)相對(duì)平行間隔設(shè)置的桿墊31，每一所述壓電促動(dòng)器21通過(guò)一個(gè)所述桿墊31固定在所述鏡片10的背面，且每一所述桿墊31具有橫截面為正方形的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)。其中，所述鏡片10是常規(guī)的光學(xué)鏡片。

具體地，每一所述壓電促動(dòng)器21均是具有直梁結(jié)構(gòu)的梁型雙壓電促動(dòng)器，并包括依次層疊設(shè)置的第一條形壓電層211、條形金屬層212和第二條形壓電層213，所述壓電促動(dòng)器21的第一條形壓電層211和第二條形壓電層213均與具有相同電壓的外電源電連接，所述條形金屬層212是所述第一條形壓電層211和所述第二條形壓電層213的共同電極，且所述條形金屬層212接地設(shè)置。優(yōu)選地，每一所述壓電促動(dòng)器21采取簡(jiǎn)支的方式支撐。可選擇地，每一所述壓電促動(dòng)器21可以在其相對(duì)兩端的邊緣部分采取簡(jiǎn)支的方式支撐。

而且，所述第一條形壓電層211和所述第二條形壓電層213均是由壓電材料加工而成，所述條形金屬層212可以是有鐵、銅、鋁等金屬或其合金加工而 成，本實(shí)用新型對(duì)此不作限定。進(jìn)一步地，所述第一條形壓電層211、所述條形金屬層212和所述第二條形壓電層213的尺寸相同。

具體地，所述壓電促動(dòng)器20的第一條形壓電層211和第二條形壓電層213的極化方向一致，都沿著壓電片表面法向方向。如果當(dāng)所述第一條形壓電層211和所述第二條形壓電層213施加相同的電壓時(shí)，由于電場(chǎng)方向相反，而極化方向相同，則所述第一條形壓電層211拉伸，所述第二條形壓電層213壓縮，或者所述第一條形壓電層211壓縮，所述第二條形壓電層213拉伸，從而導(dǎo)致整個(gè)壓電結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)彎曲形變，如拱穹狀，從而獲得大量程。其中梁型壓電促動(dòng)器中心的形變產(chǎn)生最大形變位移，即促動(dòng)器有效位移d。

需要說(shuō)明的是，由于所述壓電促動(dòng)器21均是具有直梁結(jié)構(gòu)的梁型雙壓電促動(dòng)器，并且在其相對(duì)兩端的邊緣部分采取簡(jiǎn)支的方式支撐，從而使得所述壓電促動(dòng)器21對(duì)所述第一條形壓電層211和所述第二條形壓電層213的形變非常靈敏。

進(jìn)一步地，從力學(xué)的應(yīng)力-應(yīng)變理論可知，兩端分別簡(jiǎn)支支撐的梁型結(jié)構(gòu)在應(yīng)力作用下，由于簡(jiǎn)支梁的長(zhǎng)條形結(jié)構(gòu)，其在應(yīng)力分布作用下更容易獲得較大的形變。在本實(shí)施例中，由于所述壓電促動(dòng)器21的兩端分別采取簡(jiǎn)支支撐，則當(dāng)所述第一條形壓電層211和所述第二條形壓電層213在外電壓作用下發(fā)生形變時(shí)，即使所述第一條形壓電層211和所述第二條形壓電層213產(chǎn)生微形變，也可以通過(guò)所述梁型雙壓電促動(dòng)器的長(zhǎng)條形梁狀結(jié)構(gòu)將所述微形變放大，從而獲得放大的所述壓電促動(dòng)器21有效位移d。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的以梁型壓電促動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)的變形鏡100中的壓電促動(dòng)器21采用依次層疊設(shè)置的第一條形壓電層211、條形金屬層212 和第二條形壓電層213的三層結(jié)構(gòu)，而且所述第一條形壓電層211和所述第二條形壓電層213施加相同的電壓時(shí)，由于電場(chǎng)方向相反，而極化方向相同，則所述第一條形壓電層211拉伸，所述第二條形壓電層213壓縮，或者所述第二條形壓電層213拉伸，所述第一條形壓電層211壓縮，從而導(dǎo)致整個(gè)壓電結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)彎曲形變，如拱穹狀，從而獲得大量程。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。