壓電驅(qū)動裝置、機器人以及它們的驅(qū)動方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及壓電驅(qū)動裝置以及具備壓電驅(qū)動裝置的機器人等各種裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來，公知有使用壓電元件的壓電促動器(壓電驅(qū)動裝置)(例如專利文獻(xiàn)1)。該壓電驅(qū)動裝置的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成為分別在加強板的兩個面上兩行兩列地配置有四個壓電元件，共計八個壓電元件被設(shè)置于加強板的兩側(cè)。各個壓電元件是分別利用兩片電極夾著壓電體的單元，加強板也作為壓電元件的一方的電極來利用。在加強板的一端設(shè)置有用于與作為被驅(qū)動體的轉(zhuǎn)子接觸從而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的突起部。若對四個壓電元件中的被配置于對角的兩個壓電元件施加交流電壓，則該兩個壓電元件進(jìn)行伸縮運動，據(jù)此加強板的突起部進(jìn)行往復(fù)運動或橢圓運動。而且，根據(jù)該加強板的突起部的往復(fù)運動或橢圓運動，作為被驅(qū)動體的轉(zhuǎn)子向規(guī)定的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。另外，通過將施加交流電壓的兩個壓電元件切換為其他兩個壓電元件，能夠使轉(zhuǎn)子向相反方向旋轉(zhuǎn)。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-320979號公報
[0004]但是，本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有的壓電驅(qū)動裝置中存在有在突起部與被驅(qū)動體接觸的接觸點磨損集中從而突起部過度消耗的問題。這種問題在為了使壓電驅(qū)動裝置小型化而利用薄膜的壓電元件(壓電體)的情況下特別顯著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而完成的，能夠以如下方式或者應(yīng)用例來實現(xiàn)。
[0006](1)根據(jù)本發(fā)明的一個方式提供如下壓電驅(qū)動裝置，該壓電驅(qū)動裝置具備:振動板，其具有第一面以及第二面；第一壓電振動體，其具有第一壓電元件并被配置于上述振動板的第一面；第二壓電振動體，其具有第二壓電元件并被配置于上述振動板的第二面；以及突起部，其被設(shè)置于上述振動板且與被驅(qū)動體接觸。上述第一壓電振動體與上述第二壓電振動體具有相對于上述振動板相互非對稱的非對稱性。
[0007]根據(jù)該壓電驅(qū)動裝置，第一壓電振動體與第二壓電振動體具有相對于振動板相互非對稱的非對稱性，因此突起部與被驅(qū)動體接觸的接觸點的位置變化，其結(jié)果是，能夠緩和突起部的磨損的集中。
[0008](2)在上述壓電驅(qū)動裝置中也可以為，在上述第一壓電振動體、上述振動板以及上述第二壓電振動體中將第一方向設(shè)為長邊方向并且將與上述第一方向正交的第二方向設(shè)為短邊方向時，上述第一壓電振動體與上述第二壓電振動體的上述非對稱性包括在從由上述第一壓電振動體、上述振動板以及上述第二壓電振動體構(gòu)成的層疊構(gòu)造的層疊方向亦即第三方向觀察上述層疊構(gòu)造時，上述第一壓電振動體與上述第二壓電振動體被配置于在上述第一方向與上述第二方向中的至少一個方向相互偏移的位置的情況。
[0009]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，第一壓電振動體與第二壓電振動體相互偏移，由此能夠緩和突起部的磨損的集中。
[0010](3)在上述壓電驅(qū)動裝置中也可以為，上述第一壓電振動體與上述第二壓電振動體的上述非對稱性包括上述第一壓電振動體與上述第二壓電振動體被配置于在上述第一方向相互偏移5 μ m?30 μ m的位置的情況。
[0011]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，第一壓電振動體與第二壓電振動體被配置于在長邊方向亦即第一方向偏移的位置，因此能夠通過該偏移使第三方向(層疊方向)的變形量變大，從而能夠緩和突起部的磨損的集中。另外，能夠通過使偏移量收納于5 μπι?30 μπι的范圍，充分緩和磨損的集中，并且能夠抑制由偏移引起的過度變形。
[0012](4)在上述壓電驅(qū)動裝置中也可以為，上述第一壓電振動體與上述第二壓電振動體的上述非對稱性包括上述第一壓電振動體與上述第二壓電振動體被配置于在上述第二方向相互偏移5 μ m?30 μ m的位置的情況。
[0013]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于第一壓電振動體與第二壓電振動體被配置于在短邊方向亦即第二方向偏移的位置，所以包括第一方向與第二方向的面上的壓電驅(qū)動裝置的振動的節(jié)的位置未因該偏移而受到影響，因此能夠緩和由偏移引起的振動降低的影響。另外，通過將偏移量收納于5 μ???30 μm的范圍，能夠充分緩和磨損的集中，并且能夠抑制由偏移引起的過度變形。
[0014](5)在上述壓電驅(qū)動裝置中也可以為，在上述第一壓電振動體、上述振動板以及上述第二壓電振動體中將第一方向設(shè)為長邊方向并且將與上述第一方向正交的第二方向設(shè)為短邊方向時，上述第一壓電振動體與上述第二壓電振動體的上述非對稱性包括在從由上述第一壓電振動體、上述振動板以及上述第二壓電振動體構(gòu)成的層疊構(gòu)造的層疊方向亦即第三方向觀察上述層疊構(gòu)造時，上述第一壓電元件與上述第二壓電元件被配置于在上述第一方向與上述第二方向中的至少一個方向相互偏移的位置的情況。
[0015]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過第一壓電元件與第二壓電元件相互偏移，能夠緩和突起部的磨損的集中。
[0016](6)在上述壓電驅(qū)動裝置中也可以為，在上述第一壓電振動體、上述振動板以及上述第二壓電振動體中將第一方向設(shè)為長邊方向并且將與上述第一方向正交的第二方向設(shè)為短邊方向時，上述第一壓電振動體與上述第二壓電振動體的上述非對稱性包括在從由上述第一壓電振動體、上述振動板以及上述第二壓電振動體構(gòu)成的層疊構(gòu)造的層疊方向亦即第三方向觀察上述層疊構(gòu)造時，上述第一壓電元件與上述第二壓電元件在上述第一方向與上述第二方向中的至少一個方向長度相互不同的情況。
[0017]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過第一壓電元件與第二壓電元件的長度相互不同，能夠緩和突起部的磨損的集中。
[0018](7)在上述壓電驅(qū)動裝置中也可以為，上述第一壓電振動體具有第一基板、和被形成于上述第一基板之上的上述第一壓電元件，上述第二壓電振動體具有第二基板、和被形成于上述第二基板之上的上述第二壓電元件，在上述第一壓電振動體、上述振動板以及上述第二壓電振動體中將第一方向設(shè)為長邊方向并且將與上述第一方向正交的第二方向設(shè)為短邊方向時，上述第一壓電振動體與上述第二壓電振動體的上述非對稱性包括在從由上述第一壓電振動體、上述振動板以及上述第二壓電振動體構(gòu)成的層疊構(gòu)造的層疊方向亦即第三方向觀察上述層疊構(gòu)造時，上述第一基板與上述第二基板被配置于在上述第一方向與上述第二方向中的至少一個方向相互偏移的位置的情況。
[0019]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過第一基板與第二基板相互偏移，能夠緩和突起部的磨損的集中。
[0020](8)在上述壓電驅(qū)動裝置中也可以為，上述第一壓電振動體具有第一基板、和被形成于上述第一基板之上的上述第一壓電元件，上述第二壓電振動體具有第二基板、和被形成于上述第二基板之上的上述第二壓電元件，在上述第一壓電振動體、上述振動板以及上述第二壓電振動體中將第一方向設(shè)為長邊方向并且將與上述第一方向正交的第二方向設(shè)為短邊方向時，上述第一壓電振動體與上述第二壓電振動體的上述非對稱性包括在從由上述第一壓電振動體、上述振動板以及上述第二壓電振動體構(gòu)成的層疊構(gòu)造的層疊方向亦即第三方向觀察上述層疊構(gòu)造時，上述第一基板與上述第二基板在上述第一方向與上述第二方向中的至少一個方向長度相互不同的情況。
[0021]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過第一基板與第二基板的長度相互不同，能夠緩和突起部的磨損的集中。
[0022](9)在上述壓電驅(qū)動裝置中也可以為，上述壓電體的厚度為0.5 μ??以上20 μ??以下。
[0023]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在壓電體的厚度為0.5 μ??以上20 μ??以下的范圍的薄膜的情況下，
突起部的磨損的集中顯著，因此其緩和效果更顯著。
[0024](10)在上述壓電驅(qū)動裝置中也可以為，上述壓電體的厚度為0.5 μ??以上3 μ??以下。
[0025]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與壓電體的厚度超過3 μ m的情況相比，突起部的磨損的集中的緩和效果更顯著。
[0026]本發(fā)明能夠通過各種方式實現(xiàn)，例如除壓電驅(qū)動裝置之外，還能夠通過壓電驅(qū)動裝置的驅(qū)動方法、壓電驅(qū)動裝置的制造方法、搭載壓電驅(qū)動裝置的機器人等各種裝置及其驅(qū)動方法等各種方式實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0027]圖1是表示第一實施方式的壓電驅(qū)動裝置的簡要結(jié)構(gòu)的俯視圖以及剖視圖。
[0028]圖2是表示壓電振動體的非對稱性的一個例子的說明圖。
[0029]圖3是振動板的俯視圖。
[0030]圖4是表示壓電驅(qū)動裝置與驅(qū)動電路的電連接狀態(tài)的說明圖。
[0031]圖5是表示壓電驅(qū)動裝置的動作的例子的說明圖。
[0032]圖6是表不由偏移引起的非對稱性的例子的說明圖。
[0033]圖7是表示由尺寸差引起的非對稱性的例子的說明圖。
[0034]圖8是其他實施方式的壓電驅(qū)動裝置的剖視圖。
[0035]圖9是其他實施方式的壓電驅(qū)動裝置的俯視圖。
[0036]圖10是表示利用了壓電驅(qū)動裝置的機器人的一個例子的說明圖。
[0037]圖11是機器人的手腕部分的說明圖。
[0038]圖12是表示利用了壓電驅(qū)動裝置的送液栗的一個例子的說明圖。
【具體實施方式】
[0039].第一實施方式:
[0040]圖1 (A)是表示本發(fā)明的第一實施方式的壓電驅(qū)動裝置10的簡要結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖1 (B)是其B-B剖視圖。壓電驅(qū)動裝置10具備:振動板200 ;以及兩個壓電振動體100a、100b，它們分別被配置于振動板200的兩面(第一面211與第二面212)。壓電振動體100a、100b分別具備基板120、形成于基板120之上的第一電極130、形成于第一電極130之上的壓電體140以及形成于壓電體140之上的第二電極150。第一電極130與第二電極150夾持著壓電體140。兩個壓電振動體100a、100b具有相對于振動板200非對稱的非對稱性。該非對稱性在后面將進(jìn)一步進(jìn)行敘述。其中，在圖1(B)中，為了方便圖示，將兩個壓電振動體100a、100b作為具有相同構(gòu)造以及配置的部件描述。除非特別聲明，兩個壓電振動體100a、100b具有相同的結(jié)構(gòu)，以下，對位于振動板200的上側(cè)的第一壓電振動體100a的