[发明专利]基于有组合谐振器的声学驻波的压电准谐振电机

说明书

交叉参考相关申请

本申请属非临时专利申请，要求于2008年12月18日递交的美国专利申请No.61/138,665的权益，本文引用该申请的全部内容，供参考。

技术领域

本发明涉及压电电机，尤其涉及基于驻波声波和组合谐振器的压电准谐振电机。

背景技术

一般地说，压电致动器是由扁的压电单元形成，它通常被配置成在压电单元的长度和宽度之间有特定比值(谐振器长度(L)和宽度(B)通过方程式B＝0.5L相关联)。这种配置一般能使平面纵向弹性2-D波在压电单元中被激励。结果一般是接触点的直线位移，该直线位移通常被定位在谐振器的中心，并用附着于压电单元的表面的接触或摩擦单元偶联到电机的其余部分。

发明内容

本发明的实施例涉及压电电机及其系统。在本发明的第一实施例中，一种压电装置被提供。该装置包含压电谐振器体，它有相对的第一和第二表面及相对的第三和第四表面，该第一和第二表面基本上平行于压电谐振器体的第一及第二纵向轴，该第三和第四表面基本上平行于第一纵向轴并基本上垂直于第二纵向轴，且该第一和第二纵向轴基本上相互垂直。该装置也包含被安排在第二表面上的至少一个共用电极和被安排在第一表面上的多个电极，该多个电极包含一对或多对激励电极，每一对激励电极包含沿第一纵向轴的第一方向放置的第一电极和第二电极。该装置还包含被安排在一个或多个接触位置上的第三和第四表面中的至少一个上的一个或多个接触单元，每一接触位置至少部分地被对准在一对激励电极的第一和第二电极之间。在该装置中，该压电体有沿第二纵向轴方向的第一驻波纵波的第一阶自然谐振频率(v₁)、沿第一纵向轴方向的第二驻波纵波的偶数阶自然谐振频率(v₂)，而v₁和v₂之间的百分比差值大于0％且小于或等于20％。

在本发明的第二实施例中，包含压电电机的燃油室泵被提供。该压电电机包含压电谐振器体，它有相对的上和下表面及相对的前和后表面，该前和后表面平行于压电谐振器体的第一及第二纵向轴，该第一及第二纵向轴相互垂直，而上和下表面平行于第一纵向轴并垂直于第二纵向轴。该电机还包含被安排在后表面上的至少一个共用电极和被安排在沿第一纵向轴的前表面上的多个电极，该多个电极包含一对或多对激励电极。该电机还包含多个接触单元，被安排在沿第一纵向轴的接触位置处的上和下表面上，该多个接触单元的每一个与一对激励电极关联。在该电机中，压电体有沿第二纵向轴方向的第一驻波纵波的第一阶自然谐振频率(v₁)、沿第一纵向轴方向的第二驻波纵波的偶数阶自然谐振频率(v₂)，而v₁和v₂之间的百分比差值大于0％且小于或等于20％。

在本发明的第三实施例中，一种压电装置被提供。该装置包含压电谐振器体，它有相对的第一和第二表面及相对的第三和第四表面，该第一和第二表面基本上平行于该压电谐振器体的第一和第二纵向轴，该第三和第四表面基本上平行于第一纵向轴并基本上垂直于第二纵向轴，且该第一及第二纵向轴基本上相互垂直。该装置也包含被安排在该压电谐振器的后表面上的至少一个共用电极和被安排在第一表面上的多个电极，该多个电极包含一对或多对激励电极，每一对激励电极包含沿第一纵向轴的第一方向放置的第一电极和第二电极。该装置还包含被安排在一个或多个接触位置上的第三和第四表面中的至少一个上的一个或多个接触单元，每一接触位置至少部分地被对准在一对激励电极的第一和第二电极之间。该装置也包含与多个接触单元摩擦接触的至少一个传动单元和被连接到该一个共用电极并被连接到该激励电极对的激励源。在该装置中，压电体有沿第二纵向轴方向的第一驻波纵波的第一阶自然谐振频率(v₁)和沿第一纵向轴方向的第二驻波纵波的偶数阶自然谐振频率(v₂)，这里v₁和v₂之间的百分比差值大于0％且小于或等于20％。在该装置中，该激励源被配置成向共用电极以及每一对激励电极的第一和第二电极之一施加交变电压，以便在压电体中同时产生第一驻波纵波和第二驻波纵波。

附图说明

图1是按照本发明一个实施例的示例性压电致动器的侧视图示意图，该压电致动器被配置用于沿它的长度的第二阶纵向振动模式和用于沿它的宽度的第一阶纵向振动模式。

图2是按照本发明一个实施例的示例性压电致动器的侧视图示意图，该压电致动器被配置用于沿它的长度的第四阶纵向振动模式和用于沿它的宽度的第一阶纵向振动模式。