本發(fā)明涉及一種激振器，尤其涉及一種基于壓電材料的激振器，屬于精密機械與儀器技術領域。

背景技術：
傳統(tǒng)的激振器驅動裝置為電機，其振動輸出力大，但是輸出頻帶窄，不能滿足高頻、微小位移激勵的要求。如在對壓電傳感器進行標定工作時，需要產(chǎn)生準確的高頻激勵信號，要求激勵頻率達到15KHz～20KHz，而市場上的激振器一般激勵頻率達不到10KHz；且如果輸出位移過大，被激振器件將產(chǎn)生劇烈振動，導致采集信號的失真或噪聲過大。壓電疊堆驅動器可用于精密機械與儀器中實現(xiàn)納米級的位移、力、加速度驅動，且壓電材料具有很大的工作頻率范圍，常見的壓電疊堆是未封裝的，在應用時通常一端粘貼于固定件上，另一端粘貼于驅動件，裝配不靈活，拆卸過程中容易損壞壓電疊堆，且預緊力施加困難。

技術實現(xiàn)要素：
技術問題本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種基于壓電疊堆元件的微型激振器，滿足可輸出高頻、微小位移激勵信號的要求。技術方案為了解決上述的技術問題，本發(fā)明的基于壓電疊堆的激振器，包括壓電疊堆驅動器、振動機構、封裝結構，其中，所述的壓電疊堆驅動器固定設置于封裝結構中，外界輸入信號通過穿過封裝結構的連接線輸入壓電疊堆驅動器，驅動其中的壓電疊堆振動；本發(fā)明的技術方案中，驅動器采用壓電疊堆，其驅動力大且輸出位移小，最大輸出頻率大于15KHz。根據(jù)逆壓電效應，當給疊堆加載正弦交流電壓，疊堆將隨著電壓變化周期性的振動，即產(chǎn)生一個軸向微小位移，將電能轉化成機械能輸出。所述的振動機構包括蝶形彈簧和振動桿；振動桿上端可開有外螺紋，被激勵器件固定在振動桿上端的臺階和擰緊在外螺紋的螺母之間，壓電疊堆驅動器產(chǎn)生的激勵使振動桿和蝶形彈簧同時振動，從而將激勵信號傳遞給振動桿上的被激振器件；所述的封裝結構包括基座、套筒、頂蓋，所述的頂蓋與套筒通過預緊螺栓連接，所述的基座與套筒通過螺栓連接；因壓電疊堆驅動器容易損壞，不能承受任何彎曲載荷，只能承受軸向載荷，因此將其容納于封裝結構中，對其進行封裝和預緊。所述的壓電疊堆驅動器一端固定于封裝結構的基座上，另一端緊固于輸出振動桿朝向基座的一端上；保證壓電疊堆驅動器只承受來自于軸向的載荷，并且能夠避免彎曲載荷的輸入和裝配誤差導致的彎矩直接作用于壓電疊堆上。所述蝶形彈簧被壓縮地設置于封裝結構的頂蓋和振動機構的振動桿之間。振動機構和壓電疊堆在軸向具有一定的柔性，本技術方案采用剛度大的蝶形彈簧，提高系統(tǒng)共振頻率，當預緊螺釘施加預緊力時變形量小，結構緊湊且節(jié)省設計空間。在振動機構隨著壓電疊堆伸縮的過程中，其變形量在封裝固定結構的可承受范圍內。更進一步地，所述的壓電疊堆驅動器一端固定于基座的凹槽中，另一端緊固于輸出振動桿朝向基座的一端上；輸出振動桿朝向基座的一端位于封裝結構中，另一端延伸出頂蓋。更進一步地，所述的蝶形彈簧外徑小于套筒的內徑，振動桿與頂蓋之間無接觸，以盡量減小振動機構與其他部分的接觸，減小摩擦因素的影響。更進一步地，所述壓電疊堆驅動器的連接線從基座的連通槽中引出，連通激勵信號。有益效果本發(fā)明的基于壓電疊堆的激振器，零部件簡單且數(shù)量少，節(jié)省設計所需空間，結構非常緊湊，加工裝配簡單。驅動器采用壓電疊堆，有效提高了輸出頻率，最高輸出頻率大于15KHz，且輸出振動位移小。該激振器在避免使用粘貼固定壓電疊堆的基礎上，具有很好的軸向柔性，可以對壓電疊堆施加預加載荷，提高了壓電疊堆驅動器的重復性和可靠性。綜合本發(fā)明的輸出頻率大、振動位移小、體積小、裝配簡單的優(yōu)點，本發(fā)明的激振器適用于高精度驅動、高頻譜諧振驅動和高精密度檢測系統(tǒng)中。附圖說明圖1是本發(fā)明的一個實施例的結構俯視圖；圖2是本發(fā)明的圖1中A-A方向的剖視圖；圖3是本發(fā)明的一個實施例的外形結構示意圖；圖4是本發(fā)明的一個實施例的基座結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖對本發(fā)明進行進一步說明。如圖1、圖2、圖3所示，本實施例的基于壓電疊堆的激振器包括壓電疊堆驅動器1、振動機構2和封裝結構3，所述的壓電疊堆驅動器1固定設置于封裝結構3中，外界輸入信號通過穿過封裝結構3的連接線輸入壓電疊堆驅動器1；所述的振動機構2包括蝶形彈簧21和振動桿22；所述的封裝結構3包括基座31、套筒32、頂蓋33，所述的頂蓋33與套筒32通過預緊螺栓34連接，所述的基座31與套筒32通過螺栓34’連接；所述的壓電疊堆驅動器1一端固定于封裝結構3的基座31上，另一端緊固于振動桿22朝向基座31的一端上；所述碟形彈簧21被壓縮地設置于封裝結構3的頂蓋33和振動機構2的振動桿22之間。如圖2所示，所述的壓電疊堆驅動器1一端固定于基座31的凹槽中，另一端緊固于振動桿22朝向基座31的一端上；振動桿22朝向基座31的一端位于封裝結構3中，另一端延伸出頂蓋33，延伸出的一端設有外螺紋，被激振器件安裝時一端緊靠振動桿22的臺階面，另一端通過螺母擰緊在振動桿22的外螺母紋上固定。如圖3和圖4所示，在套筒32的下部和頂蓋各加工出四個安裝孔，未開螺紋，在套筒32的上部和基座上加工出內螺紋孔，套筒32與基座31和頂蓋33之間都采用螺釘連接，裝配簡單方便。再在基座上加工出導線槽35，放置連接壓電疊堆的正負極連接線，以接入激勵信號。本實施例的激振器安裝及主要工作過程說明如下：將壓電疊堆驅動器1帶有輸出線的一端插入基座31的凹槽中，壓電疊堆1上的引線應置于導線槽35中，并分別將正負極輸出線從導線槽35兩端引出。壓電疊堆驅動器1一端完全抵達基座31凹環(huán)底部后，通過定位安裝孔定位套筒32，用螺栓34’將套筒32固定在基座31上。將振動桿22的凹環(huán)與壓電疊堆驅動器1套上，直到壓電疊堆1的上端與凹環(huán)底部接觸。蝶形彈簧21的內徑大于振動桿22安裝部位的外徑，調節(jié)蝶形彈簧21的位置使其居中放置，避免與套筒32內徑接觸。通過定位安裝孔定位頂蓋33，而后安裝預緊螺釘34，并施加一定的預緊力，通過預緊螺釘34的微調可實現(xiàn)對壓電疊堆驅動器1施加預緊力的微調，從而得到不同的激振器工作參數(shù)。激振器安裝好后，通過螺母將被激勵件擰緊于振動桿22上。本實施例的激振器工作時，外加交流電信號通過連接線激勵壓電疊堆驅動器1產(chǎn)生微小軸向振動，根據(jù)壓電陶瓷的驅動原理，壓電疊堆1在封裝腔體內伸縮，從而帶動振動桿22、蝶形彈簧21、被激振件的振動，因此若想壓電疊堆驅動器1正常工作，系統(tǒng)在軸向上必須具有一定的柔性，而蝶形彈簧21提供了很好的柔性。在壓電疊堆驅動器1的工作位移范圍內，結構施加在驅動器上的作用力遠小于其所能承受的最大載荷。本實施例的激振器輸出最高頻率大于15KHz，系統(tǒng)共振頻率為6KHz-7KHz，激振性能最優(yōu)頻率段為3-10KHz，振動最大位移為75um。激勵高頻信號時，工作電源電壓為0-20V；激勵低頻信號時，工作電源電壓為0-150V。