压电驱动装置、相机装置和电子设备的制作方法

1.本公开涉及一种压电驱动装置、相机装置和电子设备。


背景技术：

2.压电驱动技术已经被广泛应用于手机、相机等各种电子设备中，以驱动相机装置。常用的压电驱动装置为压电sidm(smooth impact driver mechanism，平滑冲击驱动机构)驱动装置。在压电sidm驱动装置中，压电元件的一端与固定机构(通常为重物)连接，另一端与驱动轴连接，通过压电元件的伸缩可带动驱动轴沿其轴向移动，移动体和驱动轴摩擦接触，通过驱动轴的移动带动移动体进行移动。
3.现有技术中移动体和驱动轴通过摩擦件实现二者的摩擦接触，通过调节件调节二者之间的摩擦力的大小，使移动体和驱动轴保持最佳的摩擦力，来实现平稳的冲击驱动。但在应用过程中，摩擦件对驱动轴施加的摩擦力会发生变化，使驱动轴受到的摩擦力偏离最佳的摩擦力，影响驱动轴对移动体的驱动效果。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本公开提供了一种压电驱动装置、相机装置和电子设备。
5.根据本公开的一方面，一种压电驱动装置，包括：
6.压电元件，所述压电元件能够被施加电压以便进行伸缩；
7.固定机构，所述固定机构与所述压电元件的第一端连接；
8.驱动轴，所述驱动轴与所述压电元件的第二端连接，并且在所述压电元件进行伸缩的情况下，所述驱动轴进行移动；
9.保持部，所述保持部用于保持所述驱动轴，并且设置有凹槽，以便所述驱动轴容纳在所述凹槽中；以及
10.施压部，所述施压部包括施压面，通过所述施压面对所述驱动轴施加压力，以便使得所述驱动轴抵压在所述凹槽中，
11.其中，所述施压面被控制为在对所述驱动轴施加压力时，所述施压面的倾斜最小化。
12.根据本公开的至少一个实施方式，所述施压部包括u型压板、弹性部和引导支柱，所述引导支柱与所述保持部固定连接，u型压板的两个相对侧面套设在所述引导支柱上，所述弹性部套设在所述引导支柱上，并且所述两个相对侧面中的一个侧面作为所述施压面，所述弹性部为螺旋弹簧，并且为所述u型压板提供弹性力，以便使得施压面按压所述驱动轴。
13.根据本公开的至少一个实施方式，并且所述凹槽为v型槽，并且所述驱动轴与所述v型槽的两个侧壁接触，来形成两个摩擦接触位置。
14.根据本公开的至少一个实施方式，所述施压面被控制为在对所述驱动轴施加压力时，所述两个摩擦接触位置和所述施压面的施力位置形成等腰三角形。
15.根据本公开的至少一个实施方式，所述引导支柱和所述保持部一体成型。
16.根据本公开的至少一个实施方式，u型压板的所述两个相对侧面分别设置有定位孔，以便套设在所述引导支柱上。
17.根据本公开的至少一个实施方式，还包括e型挡圈，所述e型挡圈用于保持所述弹性部的弹力以便提供至所述u型压板。
18.根据本公开的至少一个实施方式，沿着所述引导支柱的轴向方向，所述u型压板的所述一个侧面设置在最下侧，在所述一个侧面之上设置所述弹性部，并且在所述弹性部上设置所述e型挡圈，在所述e型挡圈之上设置所述u型压板的另一侧面。
19.根据本公开的另一方面，相机装置包括：以上任一项所述的压电驱动装置，以及透镜；所述透镜固定于所述保持部的所述保持部件上，所述压电驱动装置可驱动所述透镜移动，实现所述相机装置的对焦。
20.根据本公开的再一方面，电子设备包括以上所述的相机装置。
21.本公开提供了一种压电驱动装置、相机装置和电子设备，该压电驱动装置包括压电元件、固定机构、驱动轴、保持部和施压部，由于保持部包括保持部件和位于保持部件上的容纳槽，容纳槽与驱动轴具有两个摩擦接触点，保持部件用于连接移动体，通过驱动轴和保持部之间的摩擦力带动移动体移动，施压部包括u型压板和弹性部，u型压板的底部与驱动轴具有一个施力接触点，弹性部与u型压板的两个端部配合连接，用于限制u型压板的两个端部的位置，以及调节u型压板施加到驱动轴上的力的大小，因此，在压电元件沿驱动方向的伸长或收缩，带动驱动轴沿其轴向移动的过程中，在弹性部的限制下，u型压板的两个端部的位置不会发生变化，u型压板与驱动轴之间的施力接触点保持不变，驱动轴和容纳槽之间的摩擦力保持稳定，也就是驱动轴和移动体之间的摩擦力保持稳定，保证驱动轴对移动体的驱动效果。
附图说明
22.附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
23.图1为本实用新型实施例提供的压电驱动装置的立体结构图；
24.图2为本实用新型实施例提供的压电驱动装置的主视图；
25.图3为本实用新型实施例提供的压电元件、固定机构和驱动轴的位置关系图一；
26.图4为本实用新型实施例提供的压电元件、固定机构和驱动轴的位置关系图二；
27.图5为本实用新型实施例提供的驱动轴、容纳槽和u型压板的配合关系图；
28.图6为本实用新型实施例提供的驱动轴的受力示意图；
29.图7为本实用新型实施例提供的u型压板的立体结构图；
30.图8为现有技术中的摩擦件、调节件和驱动轴配合关系图；
31.图9为现有技术中的驱动轴的受力示意图；
32.图10为本实用新型实施例提供的挡圈的结构示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。
35.除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
36.在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。
37.当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。
38.为了描述性目的，本公开可使用诸如“在
……
之下”、“在
……
下方”、“在
……
下”、“下”、“在
……
上方”、“上”、“在
……
之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在
……
下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。
39.这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。
40.需要说明的是，如不冲突，本实用新型实施例中的各技术特征均可以相互结合。
41.本实用新型实施例提供一种压电驱动装置，具体地，如图1、图2、图3和图4所示，图1为本实用新型实施例提供的压电驱动装置的立体结构图，图2为本实用新型实施例提供的压电驱动装置的主视图，图3为本实用新型实施例提供的压电元件、固定机构和驱动轴的位置关系图一，图4为本实用新型实施例提供的压电元件、固定机构和驱动轴的位置关系图二，该压电驱动装置包括压电元件100、固定机构200、驱动轴300、保持部400和施压部500；
42.压电元件100用于在外部电压的作用下，沿驱动方向x伸长或收缩；
43.压电元件100的第一端与固定机构200固定连接，固定机构200用于固定压电元件100；
44.压电元件100的第二端与驱动轴300的第一端连接，驱动轴300的轴向与驱动方向x相同；
45.保持部400包括保持部件410和位于保持部件410上的容纳槽420，例如v型槽的情况下，容纳槽420与驱动轴300具有两个摩擦接触点，保持部件410用于连接移动体，通过驱动轴300和保持部400之间的摩擦力带动移动体移动；
46.施压部500包括u型压板510和弹性部520，u型压板510的底部与驱动轴300具有一个施力接触点，弹性部520与u型压板510的两个端部配合连接，用于限制u型压板510的两个端部的位置，以及调节u型压板510施加到驱动轴300上的力的大小；
47.其中，压电元件100沿驱动方向x的伸长或收缩，带动驱动轴300沿其轴向移动，通过驱动轴300的移动驱动与驱动轴300摩擦接触的移动体。
48.在压电元件100沿驱动方向x的伸长或收缩，带动驱动轴300沿其轴向移动的过程中，在弹性部520的限制下，u型压板510的两个端部的位置不会发生变化，u型压板510与驱动轴300之间的施力接触点保持不变，从而使得驱动轴300和容纳槽420之间的摩擦力保持稳定，也就是驱动轴300和移动体之间的摩擦力保持稳定，保证驱动轴300对移动体的驱动效果。
49.下面本实用新型实施例对压电驱动装置中各结构的具体情况进行举例说明。
50.可选地，本实用新型实施例中提供的压电元件100为层叠式压电元件，其层叠方向与压电元件100的驱动方向x一致。
51.可选地，本实用新型实施例中提供的固定机构200为重物。固定机构200可以为任何可选的形状，本实用新型实施例中选择固定机构200的形状为圆柱形。
52.可选地，本实用新型实施例中，如图2所示，容纳槽420为v型槽(v型是对容纳槽420的形状的近似描述，实际上如图2所示，v型槽可以具有小尺寸的槽底)，驱动轴300与v型槽的两个侧壁接触(不与v型槽的槽底接触)，形成两个摩擦接触点(摩擦接触位置)。两个摩擦接触点的设置可以在保证驱动轴300和容纳槽420形成稳定接触的同时，避免二者之间的摩擦力过大。
53.具体地，由于驱动轴300不与v型槽的槽底接触，所以本实用新型实施例中对v型槽的槽底的形状无限制，可以是平底，也可以是尖底，也可以是倾斜底。v型槽的侧壁的倾斜角度可以相同也可以不同，v型槽的侧壁的倾斜角度相同时，驱动轴300与v型槽的两个侧壁之间的摩擦接触点处于与u型压板510的底部平行的平面上，v型槽的侧壁的倾斜角度不同时，驱动轴300与v型槽的两个侧壁之间的摩擦接触点不在与u型压板510的底部平行的平面上。
54.进一步地，如图5所示，图5为本实用新型实施例提供的驱动轴、容纳槽和u型压板
的配合关系图，本实用新型实施例中选择两个摩擦接触点和施力接触点之间形成等腰三角形，两个摩擦接触点之间形成等腰三角形的底，具体可以通过v型槽的侧壁的倾斜角度相同实现。此时，如图6所示，图6为本实用新型实施例提供的驱动轴的受力示意图，图6中以空心大箭头表示u型压板510对驱动轴300施力，f表示驱动轴300受到的u型压板510的压力，f1表示驱动轴300施加在左侧摩擦接触点上的力，f2表示驱动轴300施加在右侧摩擦接触点上的力，在应用过程中，调节好弹性部520之后，摩擦接触点和施力接触点均不会发生变化，持续保持f1＝f2，也就是说驱动轴300与v型槽左侧的侧壁和右侧的侧壁之间的摩擦力相同且持续保持不变，驱动轴300的位置及其受到的摩擦力保持稳定。
55.进一步地，如图6所示，本实用新型实施例中选择v型槽的侧壁的倾斜角度均为45
°
，这样f1和f2的方向均与侧壁的方向垂直，驱动轴300与v型槽的侧壁之间的摩擦力的大小随f1和f2的改变更敏感，容易通过弹性部520对摩擦力实现更加精确的控制。
56.可选地，如图1、图2和图7所示，图7为本实用新型实施例提供的u型压板的立体结构图，本实用新型实施例中，弹性部520包括螺旋弹簧521、引导支柱522和挡圈523；u型压板510的两个端部分别设置有与引导支柱522对应的定位孔511；引导支柱522依次穿过一个定位孔511、螺旋弹簧521、挡圈523和另一个定位孔511。
57.在具有以上结构的施压部500内部，通过螺旋弹簧521的压缩程度，即可调节u型压板510施加到驱动轴300上的力的大小，通过挡圈523限制螺旋弹簧521的位置，使得无需调节摩擦力时，螺旋弹簧521的位置和形变程度保持不变。u型压板510的两个端部的位置均被引导支柱522限制住，使得u型压板510不会发生倾斜，始终保持水平，保证u型压板510和驱动轴300之间的施力接触点不发生变化，同时有效地将螺旋弹簧521的力传递到驱动轴300上，能够准确地调节摩擦力的大小。进一步地，本实用新型实施例中选择，定位孔511的直径与引导支柱522的直径可以相同或者不同，以使引导支柱522对u型压板510的限制作用最佳。
58.而现有技术中，如图8和图9所示，图8为现有技术中的摩擦件、调节件和驱动轴配合关系图，图9为现有技术中的驱动轴的受力示意图，调节件包括螺旋弹簧、施压部和导柱，施压部为悬臂式结构(即施压部只有一个支撑点)，当螺旋弹簧的弹力推动施压部时，施压部会发生倾斜，施压部与驱动轴的接触位置发生变化，从而使施压部对驱动轴施加的压力倾斜，而且螺旋弹簧的各个方向不能均匀地伸展，无法通过施压部为驱动轴施加足够大小的压力，导致对驱动轴和摩擦件之间的摩擦力的调节不准确。
59.可选地，如图5所示，本实用新型实施例中引导支柱522固定于保持部件410上，以使压电驱动装置的结构较为简单。进一步地，本实用新型实施例中选择引导支柱522和保持部件410一体成型，以进一步提高压电驱动装置的结构稳定性。
60.可选地，如图10所示，图10为本实用新型实施例提供的挡圈的结构示意图，本实用新型实施例中挡圈523为e型挡圈(也可称为e型卡簧)。
61.可选地，如图1、图2和图5所示，本实用新型实施例中的弹性部520还包括垫圈524，垫圈524位于螺旋弹簧521和挡圈523之间。
62.此外，本实用新型实施例还提供了一种相机装置，该相机装置包括：以上任一项的压电驱动装置，以及透镜；透镜固定于保持部的保持部件上，压电驱动装置可驱动透镜移动，实现相机装置的对焦。
63.本实用新型实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括以上的相机装置。
64.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
65.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
66.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

技术特征：
1.一种压电驱动装置，其特征在于，包括：压电元件，所述压电元件能够被施加电压以便进行伸缩；固定机构，所述固定机构与所述压电元件的第一端连接；驱动轴，所述驱动轴与所述压电元件的第二端连接，并且在所述压电元件进行伸缩的情况下，所述驱动轴进行移动；保持部，所述保持部用于保持所述驱动轴，并且设置有凹槽，以便所述驱动轴容纳在所述凹槽中；以及施压部，所述施压部包括施压面，通过所述施压面对所述驱动轴施加压力，以便使得所述驱动轴抵压在所述凹槽中，其中，所述施压面被控制为在对所述驱动轴施加压力时，所述施压面的倾斜最小化。2.如权利要求1所述的压电驱动装置，其特征在于，所述施压部包括u型压板、弹性部和引导支柱，所述引导支柱与所述保持部固定连接，u型压板的两个相对侧面套设在所述引导支柱上，所述弹性部套设在所述引导支柱上，并且所述两个相对侧面中的一个侧面作为所述施压面；所述弹性部为所述u型压板提供弹性力，以便使得施压面按压所述驱动轴。3.如权利要求2所述的压电驱动装置，其特征在于，并且所述凹槽为v型槽，并且所述驱动轴与所述v型槽的两个侧壁接触，来形成两个摩擦接触位置。4.如权利要求3所述的压电驱动装置，其特征在于，所述施压面被控制为在对所述驱动轴施加压力时，所述两个摩擦接触位置和所述施压面的施力位置形成等腰三角形。5.如权利要求2所述的压电驱动装置，其特征在于，所述引导支柱和所述保持部一体成型。6.如权利要求2所述的压电驱动装置，其特征在于，u型压板的所述两个相对侧面分别设置有定位孔，以便套设在所述引导支柱上。7.如权利要求2所述的压电驱动装置，其特征在于，还包括e型挡圈，所述e型挡圈用于保持所述弹性部的弹力以便提供至所述u型压板。8.如权利要求7所述的压电驱动装置，其特征在于，沿着所述引导支柱的轴向方向，所述u型压板的所述一个侧面设置在最下侧，在所述一个侧面之上设置所述弹性部，并且在所述弹性部上设置所述e型挡圈，在所述e型挡圈之上设置所述u型压板的另一侧面。9.一种相机装置，其特征在于，包括：如权利要求1至8任一项所述的压电驱动装置，以及透镜，通过所述压电驱动装置来使得所述透镜移动。10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求9所述的相机装置。

技术总结
本公开提供一种压电驱动装置，包括：压电元件，所述压电元件能够被施加电压以便进行伸缩；固定机构，所述固定机构与所述压电元件的第一端连接；驱动轴，所述驱动轴与所述压电元件的第二端连接，并且在所述压电元件进行伸缩的情况下，所述驱动轴进行移动；保持部，所述保持部用于保持所述驱动轴，并且设置有凹槽，以便所述驱动轴容纳在所述凹槽中；以及施压部，所述施压部包括施压面，通过所述施压面对所述驱动轴施加压力，以便使得所述驱动轴抵压在所述凹槽中，其中，所述施压面被控制为在对所述驱动轴施加压力时，所述施压面的倾斜最小化。本公开还提供了一种相机装置和电子设备。本公开还提供了一种相机装置和电子设备。本公开还提供了一种相机装置和电子设备。


技术研发人员：李朝阳 余林涛 曹宏 张友
受保护的技术使用者：睿恩光电有限责任公司
技术研发日：2021.11.05
技术公布日：2022/5/25