用于压电致动器的一体式预压机构制造技术

本发明专利技术涉及一种压电致动器，其可包含具有一体式偏置带的单块式框架，所述一体式偏置带在所述致动器的第一接触表面与第二接触表面之间提供可用于使调整轴旋转的回弹性回复力。在一些情况中，也可将预压机构包含在所述框架中。此类压电致动器可用于例如光学安装装置等的可调整光学安装装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关专利申请案此专利申请案主张2014年4月15日提出申请、专利技术人为HonqiLi、标题为“用于压电致动器的一体式预压机构(INTEGRALPRELOADMECHANISMFORPIEZOELECTRICACTUATOR)”且具有代理人案号NPT-0339-UT的美国专利技术专利申请案第14/253,087号的权益，所述专利技术专利申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术介绍
例如透镜、镜、波板、滤光器、体积布拉格(Bragg)光栅、棱镜等等光学装置或元件通常安装到具有可调整光学座架的光学系统且特定来说实验光学系统。光学系统的实例可包含光学试验台或基座，其具有以一定向安装到所述基座以便提供将光束从一个光学装置引导到另一光学装置的光学路径的多个光学装置及组件。来自激光或其它光源的光束通常用于此类应用。针对此类布置，一种可调整光学座架提供用以将光学元件牢固地紧固到光学试验台或光学系统的其它组件且仍允许对光学元件的定向的一些调整的机构。现有可调整光学座架可包含具有第一板的实施例，所述第一板经配置以使光学元件固定到所述第一板。第二板邻近第一板而安置且包含从第二板延伸到第一板的三个接触点。接触点中的一或多者可安置于调整轴(例如调整螺钉)的端上，所述调整轴螺纹连接到第二板。接触点还可安置于第一板上的掣子中，所述掣子允许接触点相对于第一板的旋转但阻止接触点沿着第一板滑动或横向位移。一或多个回缩部件(例如弹簧或磁体)紧固于第一板与第二板之间以便利用弹簧、若干弹簧、磁体或若干磁体的回复力迫使所述板牵拉在一起。由回缩部件在所述板之间产生的吸引力由三个接触点抵靠第一板的相应掣子而抵制。在此布置中，调整螺钉或轴的旋转使调整螺钉相对于第二板移动以便调整在调整螺钉位置处的所述板之间的间隔及因此第一板与第二板的相对定向。在一些情形中，可使用压电类型致动器来旋转调整螺钉。当邻接卡爪元件在第一方向上抵靠可调整光学座架的螺纹轴的往复运动足够缓慢时，所述往复运动可转换为螺纹轴的简单旋转运动，使得螺纹轴与邻接卡爪之间的摩擦系数将卡爪的运动传输到螺纹轴。螺纹轴的旋转运动导致螺纹轴的平移运动以及第一板及任何元件(例如固定到所述第一板的光学元件)的相应移动。邻接卡爪元件在第二方向上抵靠螺纹轴的往复运动可为相对快的，使得螺纹轴的惯性阻止所述螺纹轴与邻接卡爪元件的往复运动啮合，借此导致螺纹轴的位置的保留。在一些实例中，每一卡爪施加到螺纹轴的回复力可由可耦合到每一卡爪元件的单独预压机构(例如夹紧弹簧)提供。螺纹轴与邻接卡爪之间的如由夹紧弹簧施加的回复力的变化可导致静态及动态扭矩(其利用扭矩测量装置、通过旋转螺纹轴而被测量)的变化。此可负面地影响座架的性能。由夹紧弹簧施加到邻接卡爪的回复力的变化可由夹紧弹簧在组装期间的变形、夹紧弹簧的制造、处理或材料的变化等等导致。需要一种在邻接卡爪与螺纹轴的接触表面之间供应一致回复力的预压机构。
技术实现思路
一种压电致动器的一些实施例包含具有单块式配置的致动器框架，其中致动器框架的所有元件由一件连续不间断材料形成。所述致动器框架包含具有第一接触表面的第一支撑元件及具有第二接触表面的第二支撑元件。所述第二接触表面安置成与所述第一接触表面处于间隔开且大体上相对关系。所述致动器框架还可包含安置且耦合于所述第一支撑元件与所述第二支撑元件之间的具有经减小材料横截面的选用铰接区段。所述铰接区段经配置以通过所述铰接区段中致动器框架材料的变形而允许所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的相对往复平行位移。所述致动器框架还包含安置于所述第一支撑元件与所述第二支撑元件之间的偏置带。所述偏置带经配置以提供抵制所述第一接触表面远离所述第二接触表面垂直位移的回弹性回复力。所述致动器框架还可包含安置于第一安装表面与第二安装表面之间的压电元件腔。所述压电致动器还包含安置于所述压电元件腔内的压电元件。所述压电元件具有固定到所述第一安装表面的第一端及固定到所述第二安装表面的第二端。所述压电元件经配置以响应于发送到所述压电致动器的电驱动器信号而扩展及收缩，使得所述压电元件的扩展或收缩导致所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的相应大体上平行往复位移。一种压电致动器的一些实施例包含具有单块式配置的致动器框架，其中致动器框架的所有元件由一件连续不间断材料形成。所述致动器框架包含具有第一接触表面的第一支撑元件及具有第二接触表面的第二支撑元件。所述第二接触表面安置成与所述第一接触表面处于间隔开且大体上相对关系。所述致动器框架还可包含安置且耦合于所述第一支撑元件与所述第二支撑元件之间的具有经减小材料横截面的选用铰接区段。所述铰接区段经配置以通过所述铰接区段中致动器框架材料的变形而允许所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的相对往复平行位移。所述致动器框架还包含经配置以提供抵制所述第一接触表面远离所述第二接触表面垂直位移或反之亦然的回复力的偏置带。所述偏置带从所述第一支撑元件的远端部分向远侧延伸且围绕安置于所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的空间延伸。所述偏置带还围绕所述第二支撑元件的远端部分、围绕所述第二支撑元件的安置成与所述第二接触表面大体上相对的外表面延伸。所述偏置带还在所述第二支撑元件处终止于位于所述第二支撑元件的后侧上的带状铰接区段处。所述致动器框架还可包含安置于第一安装表面与第二安装表面之间的压电元件腔。所述压电致动器还包含安置于所述压电元件腔内的压电元件。所述压电元件具有固定到所述第一安装表面的第一端及固定到所述第二安装表面的第二端。所述压电元件经配置以响应于发送到所述压电致动器的电驱动器信号而扩展及收缩，使得所述压电元件的扩展或收缩导致所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的相应大体上平行往复位移。一种压电致动器的一些实施例包含具有单块式配置的致动器框架，其中致动器框架的所有元件由一件连续不间断材料形成。所述致动器框架包含具有第一接触表面的第一支撑元件及具有第二接触表面的第二支撑元件。所述第二接触表面安置成与所述第一接触表面处于间隔开且大体上相对关系。所述致动器框架还可包含安置且耦合于所述第一支撑元件与所述第二支撑元件之间的具有经减小材料横截面的选用铰接区段。所述铰接区段经配置以通过所述铰接区段中致动器框架材料的变形而允许所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的相对往复平行位移。所述致动器框架还包含经配置以提供抵制所述第一接触表面远离所述第二接触表面垂直位移或反之亦然的回复力的偏置带。所述偏置带从所述第一支撑元件向远侧、围绕所述第一支撑元件的远端部分且沿着所述第一支撑元件的外表面延伸，所述外表面与所述第一接触表面大体上相对。所述偏置带还围绕安置于所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的空间延伸且沿着所述第二支撑元件的安置成与所述第二接触表面大体上相对的外表面、围绕所述第二支撑元件的远端部分延伸。所述偏置带终止于位于所述第二支撑元件的后侧上的带状铰接区段处。所述致动器框架还可包含安置于第一安装表面与第二安装表面之间的压电元件腔。所述压电致动器还包含安置于所述压电元件腔内的压电元件。所述压电元件具有固定到所述第一安装表面的第一端及固定到所述第二安装表面的第二端。所述压电元件经配置以响应于发送到所述压电致动器的电驱动器信号而扩展及收缩，使得所述压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电致动器，其包括：A.致动器框架，其包括：(i)单块式配置，其中所述致动器框架的所有元件由单件连续不间断材料形成，(ii)第一支撑元件，其包含第一接触表面，(iii)第二支撑元件，其包含第二接触表面，所述第二接触表面被安置成相对于所述第一接触表面呈间隔开且大体上对置的关系，(iv)偏置带，其安置于第一支撑元件与所述第二支撑元件之间且经配置以提供抵制所述第一接触表面远离所述第二接触表面垂直位移的回弹性回复力，及(v)压电元件腔，其安置于所述致动器框架的第一安装表面与所述致动器框架的第二安装表面之间；及B.压电元件，其安置于所述压电元件腔内，所述压电元件具有固定到所述第一安装表面的第一端，所述压电元件具有固定到所述第二安装表面的第二端，所述压电元件经配置以响应于传输到所述压电元件的电驱动器信号而扩展及收缩且经配置使得所述压电元件的扩展或收缩导致所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的相应大体上平行往复位移。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.15 US 14/253,0871.一种压电致动器，其包括：A.致动器框架，其包括：(i)单块式配置，其中所述致动器框架的所有元件由单件连续不间断材料形成，(ii)第一支撑元件，其包含第一接触表面，(iii)第二支撑元件，其包含第二接触表面，所述第二接触表面被安置成相对于所述第一接触表面呈间隔开且大体上对置的关系，(iv)偏置带，其安置于第一支撑元件与所述第二支撑元件之间且经配置以提供抵制所述第一接触表面远离所述第二接触表面垂直位移的回弹性回复力，及(v)压电元件腔，其安置于所述致动器框架的第一安装表面与所述致动器框架的第二安装表面之间；及B.压电元件，其安置于所述压电元件腔内，所述压电元件具有固定到所述第一安装表面的第一端，所述压电元件具有固定到所述第二安装表面的第二端，所述压电元件经配置以响应于传输到所述压电元件的电驱动器信号而扩展及收缩且经配置使得所述压电元件的扩展或收缩导致所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的相应大体上平行往复位移。2.根据权利要求1所述的压电致动器，其中所述致动器框架进一步包括安置且耦合于所述第一支撑元件与所述第二支撑元件之间的具有经减小材料横截面的铰接区段，所述铰接区段经配置以通过所述铰接区段中致动器框架材料的弹性变形而允许所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的相对往复平行位移。3.根据权利要求1所述的压电致动器，其进一步包括经配置以调整由所述致动器框架的所述偏置带提供的所述回复力的偏置调整机构。4.根据权利要求3所述的压电致动器，其中所述偏置调整机构包括安置成与所述偏置带接触的可调整定位螺钉。5.根据权利要求1所述的压电致动器，其中所述第一安装表面安置于从所述第一支撑元件横向向内延伸的第一安装柱上且所述第二安装表面安置于从所述第二支撑元件横向向内延伸的第二安装柱上。6.根据权利要求1所述的压电致动器，其中所述框架包括回弹性金属。7.根据权利要求1所述的压电致动器，其中所述回弹性金属包括不锈钢。8.根据权利要求1所述的压电致动器，其中所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的标称横向距离为约2mm到约20mm。9.根据权利要求1所述的压电致动器，其中所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的标称横向距离为约5mm到约10mm。10.根据权利要求1所述的压电致动器，其中所述偏置带从所述第一支撑元件的远端部分向远侧延伸，围绕安置于所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的空间且围绕所述第二支撑元件的远端延伸，且包含与安置于所述第二支撑元件的外表面上的配合横向凹槽啮合的横向延伸部，所述横向凹槽安置于所述第二支撑元件的远端部分的与所述第二接触表面大体上相对的外表面上。11.根据权利要求1所述的压电致动器，其中所述偏置带从所述第一支撑元件的远端部分向远侧、围绕安置于所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的空间延伸到所述第二支撑元件的远端部分，且其中所述偏置带包括从所述第二支撑元件的所述远端部分向远侧安置的曲折形部分，所述曲折形部分包含安置于所述曲折形部分的顶点处的至少一个带状铰接区段。12.根据权利要求11所述的压电致动器，其中所述曲折形部分包括安置于所述曲折形部分的相应顶点处的至少两个带状铰接区段。13.根据权利要求11所述的压电致动器，其中所述第二安装表面安置于以螺纹方式啮合于所述致动器框架的螺纹通道内的可调整压电安装支撑件上。14.根据权利要求11所述的压电致动器，其中所述偏置带包括具有狭槽的开槽偏置带，所述狭槽沿着从所述致动器框架的前表面到后表面的方向延伸以便使所述偏置带沿着此方向大体上叉开。15.根据权利要求1所述的压电致动器，其中所述偏置带包括从所述第一支撑元件的远端部分向远侧朝向所述第二支撑元件延伸的第一偏置带部分、从所述第二支撑部件的远端部分向远侧朝向所述第一支撑元件延伸以便与所述第一偏置带部分纵向重叠的第二偏置带部分，及在其中所述第一偏置带部分与所述第二偏置带部分重叠的重叠区段中从所述第一偏置带部分延伸到所述第二偏置带部分的纵向定向肋状件。16.根据权利要求15所述的压电致动器，其中所述偏置带并入有安置于所述第一偏置带部分与所述第二偏置带部分之间的多个横向带状铰接区段，其中所述横向铰接区段经配置以减小所述偏置带的弯曲力矩。17.根据权利要求15所述的压电致动器，其中所述第二安装表面安置于以螺纹方式啮合于所述致动器框架的螺纹通道内的可调整压电安装支撑件上。18.一种压电致动器，其包括：A.致动器框架，其包括：(i)单块式配置，其中所述致动器框架的所有元件由单件连续不间断材料形成，(ii)第一支撑元件，其包含第一接触表面，(iii)第二支撑元件，其包含第二接触表面，所述第二接触表面被安置成相对于所述第一接触表面呈间隔开且大体上对置的关系，(iv)偏置带，其经配置以提供抵制所述第一接触表面远离所述第二接触表面垂直位移的回弹性回复力，所述偏置带从所述第一支撑元件的远端部分向远侧延伸，围绕安置于所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的空间延伸，沿着所述第二支撑元件的安置成与所述第二接触表面大体上相对的外表面、围绕所述第二支撑元件的远端部分延伸，且在所述第二支撑元件处终止于所述第二支撑元件的后侧上的带状铰接区段处，及(v)压电元件腔，其安置于所述致动器框架的第一安装表面与所述致动器框架的第二安装表面之间；及B.压电元件，其安置于所述压电元件腔内，所述压电元件具有固定到所述第一安装表面的第一端，所述压电元件具有固定到所述第二安装表面的第二端，所述压电元件经配置以响应于传输到所述压电元件的电驱动器信号而扩展及收缩且经配置使得所述压电元件的扩展或收缩导致所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的相应大体上平行往复位移。19.根据权利要求18所述的压电致动器，其中所述致动器框架进一步包括安置且耦合于所述第一支撑元件与所述第二支撑元件之间的具有经减小材料横截面的铰接区段，所述铰接区段经配置以通过所述铰接区段中致动器框架材料的弹性变形而允许所述第一接触表面与所述第二接触表面之间的相对往复平行位移。20.根据权利要求18所述的压电致动器，其中所述第二安装表面安置于以螺纹方式啮合于所述致动器框架的螺纹通道内的可调整压电安装支撑件上。21.根据权利要求18所述的压电致动器，其进一步包括经...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏琪，
申请(专利权)人：新港公司，
类型：发明
国别省市：美国;US