一种弹簧形状的压电陶瓷作动器及获得大行程的方法

摘要

本发明提出了一种弹簧形状的压电陶瓷作动器及获得大行程的方法。该弹簧形状的压电陶瓷作动器的外形与普通弹簧相同，但是由压电陶瓷制成，其弹簧丝为压电陶瓷和电极形成的空心管，在空心管管壁布置有螺旋状的电极，当施加电压时，该电极在空心管中产生应变，应变会使弹簧产生轴向变形。仿真结果证明弹簧的轴向伸缩率可以是弹簧丝上最大应变的80倍。本发明提出了一种弹簧形状的压电陶瓷作动器，并实现了采用该弹簧形状的压电陶瓷作动器获得更大的运动行程，从而极大地提高了压电陶瓷作动器的运动行程，使得作为主动控制关键部件的压电陶瓷作动器的应用价值大大提高。

主权项

一种弹簧形状的压电陶瓷作动器，其特征在于包括：该弹簧形状的压电陶瓷作动器的外形与普通弹簧相同，但是由压电陶瓷制成；弹簧形状的压电陶瓷作动器的弹簧丝为压电陶瓷和电极形成的空心管；电极绕空心管管壁呈规则的带状螺旋分布，电极宽度方向一侧边位于空心管外壁，另一侧边位于空心管内壁，电极沿空心管周向可以分布多条，螺旋电极方向有两种，分别为在弹簧丝空心管中处处与弹簧发生轴向变形时的第一主应力或第三主应力垂直；电极能够在空心管中产生应变，应变会使弹簧产生轴向变形，最终弹簧形状的压电陶瓷作动器得到分米级行程。