本發(fā)明涉及一種激振器，尤其涉及一種基于壓電材料的激振器，屬于精密機(jī)械與儀器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的激振器驅(qū)動裝置為電機(jī)，其振動輸出力大，但是輸出頻帶窄，不能滿足高頻、微小位移激勵的要求。如在對壓電傳感器進(jìn)行標(biāo)定工作時，需要產(chǎn)生準(zhǔn)確的高頻激勵信號，要求激勵頻率達(dá)到15KHz～20KHz，而市場上的激振器一般激勵頻率達(dá)不到10KHz；且如果輸出位移過大，被激振器件將產(chǎn)生劇烈振動，導(dǎo)致采集信號的失真或噪聲過大。壓電疊堆驅(qū)動器可用于精密機(jī)械與儀器中實(shí)現(xiàn)納米級的位移、力、加速度驅(qū)動，且壓電材料具有很大的工作頻率范圍，常見的壓電疊堆是未封裝的，在應(yīng)用時通常一端粘貼于固定件上，另一端粘貼于驅(qū)動件，裝配不靈活，拆卸過程中容易損壞壓電疊堆，且預(yù)緊力施加困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于壓電疊堆元件的微型激振器，滿足可輸出高頻、微小位移激勵信號的要求。技術(shù)方案為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的基于壓電疊堆的激振器，包括壓電疊堆驅(qū)動器、振動機(jī)構(gòu)、封裝結(jié)構(gòu)，其中，所述的壓電疊堆驅(qū)動器固定設(shè)置于封裝結(jié)構(gòu)中，外界輸入信號通過穿過封裝結(jié)構(gòu)的連接線輸入壓電疊堆驅(qū)動器，驅(qū)動其中的壓電疊堆振動；本發(fā)明的技術(shù)方案中，驅(qū)動器采用壓電疊堆，其驅(qū)動力大且輸出位移小，最大輸出頻率大于15KHz。根據(jù)逆壓電效應(yīng)，當(dāng)給疊堆加載正弦交流電壓，疊堆將隨著電壓變化周期性的振動，即產(chǎn)生一個軸向微小位移，將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能輸出。所述的振動機(jī)構(gòu)包括蝶形彈簧和振動桿；振動桿上端可開有外螺紋，被激勵器件固定在振動桿上端的臺階和擰緊在外螺紋的螺母之間，壓電疊堆驅(qū)動器產(chǎn)生的激勵使振動桿和蝶形彈簧同時振動，從而將激勵信號傳遞給振動桿上的被激振器件；所述的封裝結(jié)構(gòu)包括基座、套筒、頂蓋，所述的頂蓋與套筒通過預(yù)緊螺栓連接，所述的基座與套筒通過螺栓連接；因壓電疊堆驅(qū)動器容易損壞，不能承受任何彎曲載荷，只能承受軸向載荷，因此將其容納于封裝結(jié)構(gòu)中，對其進(jìn)行封裝和預(yù)緊。所述的壓電疊堆驅(qū)動器一端固定于封裝結(jié)構(gòu)的基座上，另一端緊固于輸出振動桿朝向基座的一端上；保證壓電疊堆驅(qū)動器只承受來自于軸向的載荷，并且能夠避免彎曲載荷的輸入和裝配誤差導(dǎo)致的彎矩直接作用于壓電疊堆上。所述蝶形彈簧被壓縮地設(shè)置于封裝結(jié)構(gòu)的頂蓋和振動機(jī)構(gòu)的振動桿之間。振動機(jī)構(gòu)和壓電疊堆在軸向具有一定的柔性，本技術(shù)方案采用剛度大的蝶形彈簧，提高系統(tǒng)共振頻率，當(dāng)預(yù)緊螺釘施加預(yù)緊力時變形量小，結(jié)構(gòu)緊湊且節(jié)省設(shè)計空間。在振動機(jī)構(gòu)隨著壓電疊堆伸縮的過程中，其變形量在封裝固定結(jié)構(gòu)的可承受范圍內(nèi)。更進(jìn)一步地，所述的壓電疊堆驅(qū)動器一端固定于基座的凹槽中，另一端緊固于輸出振動桿朝向基座的一端上；輸出振動桿朝向基座的一端位于封裝結(jié)構(gòu)中，另一端延伸出頂蓋。更進(jìn)一步地，所述的蝶形彈簧外徑小于套筒的內(nèi)徑，振動桿與頂蓋之間無接觸，以盡量減小振動機(jī)構(gòu)與其他部分的接觸，減小摩擦因素的影響。更進(jìn)一步地，所述壓電疊堆驅(qū)動器的連接線從基座的連通槽中引出，連通激勵信號。有益效果本發(fā)明的基于壓電疊堆的激振器，零部件簡單且數(shù)量少，節(jié)省設(shè)計所需空間，結(jié)構(gòu)非常緊湊，加工裝配簡單。驅(qū)動器采用壓電疊堆，有效提高了輸出頻率，最高輸出頻率大于15KHz，且輸出振動位移小。該激振器在避免使用粘貼固定壓電疊堆的基礎(chǔ)上，具有很好的軸向柔性，可以對壓電疊堆施加預(yù)加載荷，提高了壓電疊堆驅(qū)動器的重復(fù)性和可靠性。綜合本發(fā)明的輸出頻率大、振動位移小、體積小、裝配簡單的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的激振器適用于高精度驅(qū)動、高頻譜諧振驅(qū)動和高精密度檢測系統(tǒng)中。附圖說明圖1是本發(fā)明的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)俯視圖；圖2是本發(fā)明的圖1中A-A方向的剖視圖；圖3是本發(fā)明的一個實(shí)施例的外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的一個實(shí)施例的基座結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。如圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)施例的基于壓電疊堆的激振器包括壓電疊堆驅(qū)動器1、振動機(jī)構(gòu)2和封裝結(jié)構(gòu)3，所述的壓電疊堆驅(qū)動器1固定設(shè)置于封裝結(jié)構(gòu)3中，外界輸入信號通過穿過封裝結(jié)構(gòu)3的連接線輸入壓電疊堆驅(qū)動器1；所述的振動機(jī)構(gòu)2包括蝶形彈簧21和振動桿22；所述的封裝結(jié)構(gòu)3包括基座31、套筒32、頂蓋33，所述的頂蓋33與套筒32通過預(yù)緊螺栓34連接，所述的基座31與套筒32通過螺栓34’連接；所述的壓電疊堆驅(qū)動器1一端固定于封裝結(jié)構(gòu)3的基座31上，另一端緊固于振動桿22朝向基座31的一端上；所述碟形彈簧21被壓縮地設(shè)置于封裝結(jié)構(gòu)3的頂蓋33和振動機(jī)構(gòu)2的振動桿22之間。如圖2所示，所述的壓電疊堆驅(qū)動器1一端固定于基座31的凹槽中，另一端緊固于振動桿22朝向基座31的一端上；振動桿22朝向基座31的一端位于封裝結(jié)構(gòu)3中，另一端延伸出頂蓋33，延伸出的一端設(shè)有外螺紋，被激振器件安裝時一端緊靠振動桿22的臺階面，另一端通過螺母擰緊在振動桿22的外螺母紋上固定。如圖3和圖4所示，在套筒32的下部和頂蓋各加工出四個安裝孔，未開螺紋，在套筒32的上部和基座上加工出內(nèi)螺紋孔，套筒32與基座31和頂蓋33之間都采用螺釘連接，裝配簡單方便。再在基座上加工出導(dǎo)線槽35，放置連接壓電疊堆的正負(fù)極連接線，以接入激勵信號。本實(shí)施例的激振器安裝及主要工作過程說明如下：將壓電疊堆驅(qū)動器1帶有輸出線的一端插入基座31的凹槽中，壓電疊堆1上的引線應(yīng)置于導(dǎo)線槽35中，并分別將正負(fù)極輸出線從導(dǎo)線槽35兩端引出。壓電疊堆驅(qū)動器1一端完全抵達(dá)基座31凹環(huán)底部后，通過定位安裝孔定位套筒32，用螺栓34’將套筒32固定在基座31上。將振動桿22的凹環(huán)與壓電疊堆驅(qū)動器1套上，直到壓電疊堆1的上端與凹環(huán)底部接觸。蝶形彈簧21的內(nèi)徑大于振動桿22安裝部位的外徑，調(diào)節(jié)蝶形彈簧21的位置使其居中放置，避免與套筒32內(nèi)徑接觸。通過定位安裝孔定位頂蓋33，而后安裝預(yù)緊螺釘34，并施加一定的預(yù)緊力，通過預(yù)緊螺釘34的微調(diào)可實(shí)現(xiàn)對壓電疊堆驅(qū)動器1施加預(yù)緊力的微調(diào)，從而得到不同的激振器工作參數(shù)。激振器安裝好后，通過螺母將被激勵件擰緊于振動桿22上。本實(shí)施例的激振器工作時，外加交流電信號通過連接線激勵壓電疊堆驅(qū)動器1產(chǎn)生微小軸向振動，根據(jù)壓電陶瓷的驅(qū)動原理，壓電疊堆1在封裝腔體內(nèi)伸縮，從而帶動振動桿22、蝶形彈簧21、被激振件的振動，因此若想壓電疊堆驅(qū)動器1正常工作，系統(tǒng)在軸向上必須具有一定的柔性，而蝶形彈簧21提供了很好的柔性。在壓電疊堆驅(qū)動器1的工作位移范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)施加在驅(qū)動器上的作用力遠(yuǎn)小于其所能承受的最大載荷。本實(shí)施例的激振器輸出最高頻率大于15KHz，系統(tǒng)共振頻率為6KHz-7KHz，激振性能最優(yōu)頻率段為3-10KHz，振動最大位移為75um。激勵高頻信號時，工作電源電壓為0-20V；激勵低頻信號時，工作電源電壓為0-150V。