一種壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)，其特征在于所述壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)包括壓電陶瓷和位移放大器，位移放大器大致呈“”形狀，所述位移放大器包括彈性部分和支撐部分，位移放大器的四個邊中由彈性合金材料制成的部分構(gòu)成位移放大器的彈性部分，所述位移放大器的四個邊中除彈性部分以外的由低膨脹合金制成的部分構(gòu)成位移放大器的支撐部分，所述彈性合金的膨脹系數(shù)大于壓電陶瓷的膨脹系數(shù)，所述壓電陶瓷固定連接位移放大器中相對的兩個邊，使所述壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)大致呈“”形狀。所述壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)機(jī)電換能效率高，功耗??；響應(yīng)時間短，最大調(diào)諧頻率高；材料穩(wěn)定性好；位置重復(fù)性好，使得定位精度更高、磁控管的頻率/鎖頻精度更高；輸出推力很大；位移量大。
【專利說明】一種壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種調(diào)諧機(jī)構(gòu)，尤其是涉及一種壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，磁控管的顫抖調(diào)諧方式分為：液壓調(diào)諧、機(jī)械顫抖調(diào)諧、音圈顫抖調(diào)諧、壓電 晶體顫抖調(diào)諧。這幾種調(diào)諧方式均是使用不同的器件產(chǎn)生來回的運(yùn)動，通過傳動機(jī)構(gòu)推動 磁控管的調(diào)諧盤在腔體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動，從而達(dá)到頻率調(diào)諧的目的。
[0003] 液壓調(diào)諧是通過對液體壓力的控制達(dá)到磁控管調(diào)諧的目的，這種調(diào)諧方式理論結(jié) 構(gòu)比較簡單、行程長，但調(diào)諧速率非常低，而且這種調(diào)諧方式必須要有承受液體高壓的密封 裝置，因此其可靠性較差，并且提供液壓的設(shè)備及其伺服控制系統(tǒng)非常龐大。
[0004] 機(jī)械顫抖調(diào)諧是通過傳動結(jié)構(gòu)（一般是通過曲軸或萬向頭)，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位移改 變成來回位移推動調(diào)諧元件，該調(diào)諧方式受到曲軸或萬向頭的影響，所需轉(zhuǎn)矩較大，因此其 調(diào)諧頻率不能太高，一般低于100HZ (即電機(jī)轉(zhuǎn)速不超過6000轉(zhuǎn)/分鐘)，電機(jī)體積較大，傳 動結(jié)構(gòu)也需要較大空間。
[0005] 音圈顫抖調(diào)諧與機(jī)械顫抖調(diào)諧唯一不同之處就是利用電磁力代替機(jī)械力來驅(qū)動 調(diào)諧元件，其缺點(diǎn)在于：調(diào)諧頻率仍然較低，一般在200Hz左右；引入兩個波紋管就增加了 一個漏氣源；音圈處于一個徑向磁場中，而磁控管本身磁鋼漏磁較強(qiáng)，相互之間容易干擾。
[0006] 壓電晶體顫抖調(diào)諧，其壓電驅(qū)動器一般都是雙片壓電晶體，它是上下兩層壓電材 料及很薄的中間彈性導(dǎo)體構(gòu)成的夾心體，夾心體的兩個外表面分別覆蓋著金屬導(dǎo)電層，三 層導(dǎo)體分別構(gòu)成了壓電驅(qū)動器的三個電極。當(dāng)兩層壓電晶體上加了相反極性的電壓后，一 層伸長另一層縮短，因此雙片壓電晶體就發(fā)生微小的彎曲，彎曲程度正比于外加電壓的大 小。其缺點(diǎn)在于：該調(diào)諧方式產(chǎn)生的推動力很小，因此該機(jī)構(gòu)必須處于真空環(huán)境中，該晶體 不能經(jīng)過高溫烘烤，因此不利于整管的排氣及除氣，降低磁控管的壽命及工作穩(wěn)定性；該調(diào) 諧機(jī)構(gòu)需要較高電壓進(jìn)行驅(qū)動，一般都在500-1000V左右，若該機(jī)構(gòu)裝入真空環(huán)境中，就必 須引入的引線，而且需要與管殼絕緣，而絕緣體與管殼的封接難度較大，封接處也是一個產(chǎn) 生漏氣漏電的易發(fā)部位，對磁控管的可靠性是一個潛在的危險。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)中以上幾種調(diào)諧方式均無法對溫度進(jìn)行補(bǔ)償，即在高溫和低溫狀態(tài)下， 頻率或調(diào)諧帶寬會因材料的熱膨脹而發(fā)生較大的變化，降低了磁控管的可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)，提供一種壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)，本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)包括壓電陶瓷和位移放大器，所述位移 放大器大致呈"GZI"形狀，所述位移放大器包括彈性部分和支撐部分，所述位移放大器的 四個邊中由彈性合金材料制成的部分構(gòu)成位移放大器的彈性部分，所述位移放大器的四個 邊中除彈性部分以外的由低膨脹合金制成的部分構(gòu)成位移放大器的支撐部分，所述彈性合 金的膨脹系數(shù)大于壓電陶瓷的膨脹系數(shù)，所述壓電陶瓷固定連接位移放大器中相對的兩個 邊，使所述壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)大致呈"Ξ"形狀。
[0009] 所述的壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述位移放大器中由壓電陶瓷固定連接的兩 個邊都是由彈性合金材料制成。
[0010] 所述的壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)可用于磁控管中。
[0011] 該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，當(dāng)對壓電陶瓷加電后，壓電陶瓷膨脹，從而帶動 位移放大器的端面向外運(yùn)動，當(dāng)固定其中一端面后，另外一端面連接到調(diào)諧桿上就可得到 兩倍的位移量。若位移放大器采用彈性較好的合金，由于彈性合金的膨脹系數(shù)一般都遠(yuǎn)大 于壓電陶瓷的膨脹系數(shù)，因此當(dāng)溫度降低時，位移放大器的收縮量遠(yuǎn)大于壓電陶瓷的收縮 量，等效于壓電陶瓷伸長，將使位移放大器端面向外移動；反之，當(dāng)溫度升高時，將使得位 移放大器端面向內(nèi)產(chǎn)生位移，如此以來，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時，該機(jī)構(gòu)的形狀就會發(fā)生變 化，從而造成磁控管的工作頻率發(fā)生變化。
[0012] 本發(fā)明所述的壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)的有益效果是：機(jī)電換能效率高，功耗??；響應(yīng)時間 短，最大調(diào)諧頻率高；材料穩(wěn)定性好；位置重復(fù)性好，使得定位精度更高、磁控管的頻率/鎖 頻精度更高；輸出推力很大；位移量大。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖 圖中：1-壓電陶瓷、2-支撐部分、3-彈性部分。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 所述壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)包括壓電陶瓷和位移放大器，所述位移放大器大致呈 形狀，所述位移放大器包括彈性部分和支撐部分，圖1中3為彈性部分，由彈性合金制成， 圖1中2為支撐部分，由低膨脹合金制成，所述彈性合金的膨脹系數(shù)大于壓電陶瓷的膨脹系 數(shù)，所述壓電陶瓷固定連接位移放大器中相對的兩個邊，使所述壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)大致呈"F=1 "形狀，壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)的位移放大器中由壓電陶瓷固定連接的兩個邊都是由彈性合金材料 制成的彈性部分。通過調(diào)整彈性部分和支撐部分的長度，可調(diào)整位移放大器的綜合膨脹系 數(shù)，使位移放大器的綜合膨脹系數(shù)和壓電陶瓷的膨脹系數(shù)相同，達(dá)到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔茫沟?該機(jī)構(gòu)在任何溫度下均不會產(chǎn)生形變，磁控管的工作頻率亦不會因該機(jī)構(gòu)而發(fā)生變化。當(dāng) 對壓電陶瓷加電后，壓電陶瓷膨脹，從而帶動位移放大器的端面向外運(yùn)動，當(dāng)固定其中一端 面后，另外一端面連接到調(diào)諧桿上就可得到兩倍的位移量。若位移放大器采用彈性較好的 合金，由于彈性合金的膨脹系數(shù)一般都遠(yuǎn)大于壓電陶瓷的膨脹系數(shù)，因此當(dāng)溫度降低時，位 移放大器的收縮量遠(yuǎn)大于壓電陶瓷的收縮量，等效于壓電陶瓷伸長，將使位移放大器端面 向外移動；反之，當(dāng)溫度升高時，將使得位移放大器端面向內(nèi)產(chǎn)生位移，如此以來，當(dāng)環(huán)境溫 度發(fā)生變化時，該機(jī)構(gòu)的形狀就會發(fā)生變化，從而造成磁控管的工作頻率發(fā)生變化。
【權(quán)利要求】
1. 一種壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)包括壓電陶瓷和位移放大器，所 述位移放大器大致呈"!！□"形狀，所述位移放大器包括彈性部分和支撐部分，所述位移放 大器的四個邊中由彈性合金材料制成的部分構(gòu)成位移放大器的彈性部分，所述位移放大器 的四個邊中除彈性部分以外的由低膨脹合金制成的部分構(gòu)成位移放大器的支撐部分，所述 彈性合金的膨脹系數(shù)大于壓電陶瓷的膨脹系數(shù)，所述壓電陶瓷固定連接位移放大器中相對 的兩個邊，使所述壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)大致呈"Ξ"形狀。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述位移放大器中由壓電陶瓷固 定連接的兩個邊都是由彈性合金材料制成。
3. 如權(quán)利要求2所述的壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述壓電調(diào)諧機(jī)構(gòu)可用于磁控管 中。
【文檔編號】H01J23/18GK104103475SQ201310262414
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】陳彈蛋, 宋瓊英, 汪宇 申請人:成都國光電氣股份有限公司