用于制造陶瓷器件的方法和设备技术

一种由“未完成状态”的条带制造陶瓷器件的设备，它包括：一圆柱形杆（２３），其作为第一成形元件；第一夹紧系统（２４１），用于把条带（２１）的第一端相对于圆柱形杆（２３）固定；第一机构（２０，３２１），用于使所述条带（２１）围绕圆柱形杆（２３）缠绕，以使条带（２１）预成形。该设备还包括第二成形元件（３３）；第二夹紧系统（３５１），用于把预成形的条带（２１）的至少一端相对于第二成形元件（３３）固定；第二机构（３５２），用于把预成形的条带（２１）围绕第二成形元件（３３）缠绕。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造电活性材料的弯曲元件的方法和设备。更具体地说，本专利技术是涉及一种用于制造围绕着一其本身也弯曲的轴线弯曲的电活性致动器的方法和设备。
技术介绍
近年来，利用一种卷绕压电条带的弯曲的螺旋结构来实现相当大的平移，在所述卷绕压电条带中，多层的条带以螺旋方式绕着一条其本身也弯曲的轴线弯曲。已经知道，这种器件在厘米级的活性长度上容易产生毫米级的位移。在WO01/47041和D.H.Pearce等人所著的“传感器与致动器A100(2002)中第281-286页中已经描述了这些结构和它们的一些变型。这些结构(或构件)是具有复杂弯曲形状的陶瓷器件，当前，它们是利用产出效率低下的主要依靠人工的方法制造出来的。在WO02/103819中描述了其它的一些采用挤出加工的方法。然而，上述加工并不是对所有结构的超螺旋致动器都可行。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的就是提供一种制造两次卷绕的致动器的方法和设备，其能以有限的人力介入，并且利用扁平的陶瓷条带作为基材。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于制造陶瓷器件的方法和设备，它包括步骤把处于“未完成状态”的陶瓷条带传送到一第一成形元件附近；使所述条带的一第一端相对于所述第一成形元件固定；在运动中使所述条带和第一成形元件相对彼此移动，这种运动包括同时进行的旋转和平移，从而使所述条带围绕所述第一成形元件缠绕；去除第一端的固定，由此允许所述条带与第一成形元件分离，以形成一螺旋式缠绕的预成形条带；把所述预成形条带的至少一端相对于一第二成形元件固定；且在运动中使所述预成形条带和第二成形元件相对彼此移动，这种运动至少包括转动，从而使所述预成形条带围绕所述第二成形元件缠绕。优选地，本专利技术包括用于使所述条带和第一成形元件相对彼此移动的步骤和装置，其包括的步骤是在把条带移动到第一成形元件上期间，在所述条带首次接触所述第一成形元件的区域持续进行施压。此外，优选地，本专利技术包括的步骤是在所述条带首次接触所述第一成形元件的区域，在条带的边缘上施加一作用力，以防止所述条带相对于所述第一成形元件发生滑动。优选地，本专利技术包括这样的步骤和装置，即，在把条带固定到第一成形元件上的第一夹紧元件释放之前，该步骤和装置用于使一第二夹紧元件围绕条带的第一端闭合。优选地，用于夹紧所述条带的夹紧元件或其它设计成直接向条带施加压力的装置是气动操作的或弹簧加载的，以便模拟所述条带的“触觉”处理。优选地，本专利技术包括用于使第一成形元件沿着支撑着预成形条带的一边缘移动的步骤和装置。优选地，利用一些夹紧元件固定住预成形条带的两端，其中一个夹紧元件把所述预成形条带的一端相对于第二成形元件固定，而另一个夹紧元件用于执行围绕所述第二成形元件的相对转动。优选地，本专利技术包括这样的步骤和装置，其用于去除相对于第二成形元件的固定，并且把缠绕的预成形成形的条带转移到一支撑结构上；以及把所述支撑结构放置到加热的环境中，以便进行干燥和/或烧结。本专利技术特别有利于用于制造两次卷绕的条带螺旋，尤其是有利于制造压电材料的两次卷绕致动器。附图说明通过参考下面的附图，从下面非限制性的示例的描述中可以更清楚地理解本专利技术的这些方面和其它方面。在附图中图1是已知的两次卷绕的致动器的立体示意图；图2表示根据本专利技术的一示例的第一成形步骤；图3A表示从第一成形元件释放预成形条带的步骤；图3B表示根据本专利技术的一示例的一第二成形步骤；以及图4表示把成形条带转移到一支撑构件上，以便进行干燥。具体实施例方式图1表示出了在WO-01/47041和“传感器和致动器A 100(2002)”第281-286页中所描述的已知类型的一种致动器10。致动器10具有一个例如双态结构的多层条带11的弧形部分12，其呈螺旋式地围绕着第一轴线13缠绕起来，所述第一轴线13被称作副轴线。为了清楚表示起见，在图1中，该副轴线被表示为一条虚线13。螺旋式缠绕部分被进一步地盘绕成一个整圈的四分之三的二次缠绕。为了有利于描述和解释，二次缠绕的轴线14被称作主轴线，并且又被表示为一个具有中央实心点的小虚线圆14。首次缠绕被称作主缠绕或主螺旋。二次缠绕可以呈任何的弯曲，并可以超过一圈，且形成一个螺旋状的螺旋或二次螺旋。因此，该二次缠绕通常被称作二次弯曲。所述条带被设置成，一旦进行致动，该条带就围绕着副轴线13弯曲。由于围绕着副轴线的这种螺旋弯曲的缘故，因此，这种弯曲是与所述致动器10围绕着副轴线的扭曲相伴随发生的。由于围绕着主轴线14所产生的这种弯曲，因此，这种扭曲是与所述致动器10的端部111、112的相对移动相伴随发生的。当被用作一致动器时，条带11的一端111可被固定到一个可移动物体(未示出)上，而条带11的另一端112可被安装到一基板15上。由起始的陶瓷条带来制造致动器10通常是用人工来执行的，这是一项非常复杂的任务。它包括这些步骤围绕一圆柱形杆缓慢地缠绕条带，从而形成条带螺旋，然后小心谨慎地移去所述杆，把所述条带螺旋放入到“烧箱”内，在后续的干燥过程中，所述烧箱支撑着呈盘绕形式的条带螺旋，直到陶瓷条带变得足够坚硬以便能支撑它的自身重量为止。然后，盘绕的条带螺旋被燃烧，以便除去结合剂和其它的有机成分，从而把该卷绕的条带螺纹烧结成陶瓷致动器。上述步骤能以手工方式来实施，这个工序本身并不易于自动提供。起始的陶瓷条带的特性是这样的，虽然易弯曲，但是它容易松弛并且不能支撑其自身重量。参照图2A，图中表示出有一个输送系统20，该输送系统把一条起始的陶瓷条带21输送到一圆柱形杆23。输送系统20包括多个辊201和多个在成形器23附近引导条带21的支撑表面202。一个成平滑构形轮廓的表面204将带21引向杆23的下面。当被定位在输送系统20上时，一个端部块体231支撑着杆23的远端，以便防止该杆发生弯曲，并且该端部块体231提供一旋转驱动力以便旋转所述杆23，以及提供一个线性驱动力用于移动所述杆23。在足够长度的抽头211已通过后，一第一气动夹具241就闭合，从而将条带21抵靠着杆23进行固定。然后，如图中所示那样，使杆23被旋转和移动，同时，推动更多的条带通过输送系统20。这样，端部块体231和输送系统20就用作使条带21和杆23相对移动的一第一机构。杆23用作一主成形器或第一成形器。杆23的直径选择成，使得该杆的直径与主螺旋的内部直径相匹配。输送器和杆的轴线形成一个锐角，以便按照这个角度来把条带输送至杆上。随着由输送器将条带推动经过所述杆23，杆23的转动就促使条带围绕该杆缠绕。在转动的同时，杆23沿其轴线方向进行移动。这两种动作是同步的，从而使得条带以螺旋方式围绕该杆缠绕。在图2B中，表示出了图2A中的卷绕过程的后阶段，大约一半长度的条带21被卷绕到成形器23上。当第一夹具241从输送系统20上缩回时，一弹簧加载的第二夹具242从下部与所述条带相接触。该第二夹具具有略凹的表面，并且具有一止动销243。该凹面保持作用在条带上的压力，而止动销243则防止条带沿着转动杆23打滑，这样就确保了这种条带螺旋保持紧密的缠绕。在条带21被全部围绕主成形器23缠绕之后，条带的第二端就形成一个类似于短柱211的第二短柱(未示出)。然后，通过块体231的线性驱动使杆23移动到一第二成形元件。在输送期间，两个夹具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造陶瓷器件的方法，它包括：把处于“未完成状态”的陶瓷条带输送到第一成形元件附近；把所述条带的第一端相对于所述第一成形元件固定；在运动中使所述条带和第一成形元件相对彼此移动，这种运动包括同时进行的旋转和平移，从而 使所述条带围绕所述第一成形元件缠绕；去除第一端的固定，由此允许所述条带与第一成形元件分离，以形成一螺旋式缠绕的预成形条带；把所述预成形条带的至少一端相对于第二成形元件固定；以及在运动中使所述预成形条带和第二成形元件相 对彼此移动，这种运动至少包括转动，从而使所述预成形条带围绕所述第二成形元件缠绕。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2003-2-12 0303150.71.一种制造陶瓷器件的方法，它包括把处于“未完成状态”的陶瓷条带输送到第一成形元件附近；把所述条带的第一端相对于所述第一成形元件固定；在运动中使所述条带和第一成形元件相对彼此移动，这种运动包括同时进行的旋转和平移，从而使所述条带围绕所述第一成形元件缠绕；去除第一端的固定，由此允许所述条带与第一成形元件分离，以形成一螺旋式缠绕的预成形条带；把所述预成形条带的至少一端相对于第二成形元件固定；以及在运动中使所述预成形条带和第二成形元件相对彼此移动，这种运动至少包括转动，从而使所述预成形条带围绕所述第二成形元件缠绕。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其还包括在使所述条带和第一成形元件相对彼此移动的步骤期间，在所述条带首次接触所述第一成形元件的区域持续地把所述条带压在所述第一成形元件上。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其还包括在使所述条带和第一成形元件相对彼此移动的步骤期间，在所述条带首次接触所述第一成形元件的区域在该条带的边缘上施加一作用力，以防止所述条带相对于所述第一成形元件发生滑动。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，其还包括在使所述条带和第一成形元件相对彼此移动的步骤和去除所述第一端的所述固定的步骤之间，使第二夹紧元件围绕条带的第一端闭合。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，把所述条带和第一成形元件分离的步骤包括使第一成形元件相对地移动到保持所述预成形条带的边缘。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在使所述预成形条带和第二成形元件相对彼此移动的步骤期间，利用一些夹紧元件保持住预成形条带的两端，其中一个所述夹紧元件把所述预成形条带的一端相对于第二成形元件固定，另一个夹紧元件执行围绕所述第二成形元件的相对转动。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特制在于，其还包括步骤去除相对于第二成形元件的固定，并把缠绕的预成形条带转移到支撑结构上；以及把所述支撑结构放置到用于干燥的环境中。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由气动装置处理所述条带。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使所述条带和第一成形元件相对彼此移动的步骤包括转动第一成形元件，和使条带的未缠绕部分朝着第一成形元件平移。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，使所述条带和第一成形元件相对彼此移动的步骤还包括使第一成形元件沿着条带被缠绕的轴线平移。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在使所述条带和第一成形元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：R托普利斯，DCW理查兹，
申请(专利权)人：一有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]