壓電元件驅(qū)動(dòng)電路及機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及壓電元件驅(qū)動(dòng)電路，課題在于在現(xiàn)有的壓電驅(qū)動(dòng)裝置中，靜電容量較大從而在驅(qū)動(dòng)時(shí)需要較大電流。本發(fā)明的解決手段是使壓電元件驅(qū)動(dòng)電路具備：壓電元件列，其由N個(gè)(N為2以上的整數(shù))的壓電元件列聯(lián)連接而成，N個(gè)所述壓電元件分別具有厚度在0.05μm以上20μm以下的壓電體和夾著壓電體的2個(gè)電極；第一發(fā)生電路，其對壓電元件列供給包含交流成分和直流成分的電壓；以及第二發(fā)生電路，其對壓電元件列中的相鄰的2個(gè)壓電元件間的(N－1)個(gè)連接點(diǎn)中的M個(gè)(M為1以上的整數(shù))的連接點(diǎn)供給包含直流成分的電壓。
【專利說明】
壓電元件驅(qū)動(dòng)電路及機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及壓電元件驅(qū)動(dòng)電路及具備壓電元件驅(qū)動(dòng)電路的機(jī)器人等的各種裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，使用壓電元件的壓電致動(dòng)器(壓電驅(qū)動(dòng)裝置)被人們所知(例如專利文獻(xiàn)I)。該壓電驅(qū)動(dòng)裝置的基本結(jié)構(gòu)是在加強(qiáng)板的2個(gè)表面的每個(gè)面上以2行2列配置4個(gè)壓電元件的結(jié)構(gòu)，共計(jì)8個(gè)壓電元件被設(shè)置于加強(qiáng)板的兩側(cè)。每個(gè)壓電元件是用每2片電極夾著壓電體的單元，加強(qiáng)板還被用作壓電元件的一側(cè)的電極。在加強(qiáng)板的一端設(shè)置有與作為被驅(qū)動(dòng)體的轉(zhuǎn)子接觸來使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的突起部。若對4個(gè)壓電元件中以對角配置的2個(gè)壓電元件施加交流電壓，則該2個(gè)壓電元件進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)，與此相應(yīng)地，加強(qiáng)板的突起部進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)或者橢圓運(yùn)動(dòng)。并且，根據(jù)該加強(qiáng)板的突起部的往復(fù)運(yùn)動(dòng)或者橢圓運(yùn)動(dòng)，作為被驅(qū)動(dòng)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2個(gè)壓電元件切換成其他2個(gè)壓電元件，能夠使轉(zhuǎn)子向反方向旋轉(zhuǎn)。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，作為用于壓電驅(qū)動(dòng)裝置的壓電體，使用所謂塊狀壓電體。在本說明書中，“塊狀壓電體”是指厚度在ΙΟΟμπι以上的壓電體。使用塊狀壓電體的原因在于:由于壓電驅(qū)動(dòng)裝置對被驅(qū)動(dòng)體賦予的力非常大，所以想要增大壓電體的厚度。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)I:日本特開2004 — 320979號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]
[0008]在現(xiàn)有的壓電驅(qū)動(dòng)裝置中，存在如下問題:由于以對角配置的2個(gè)壓電元件并聯(lián)連接，所以靜電容量較大，驅(qū)動(dòng)時(shí)需要較大電流。
[0009]另外，在將壓電驅(qū)動(dòng)裝置收容在較小的空間(例如機(jī)器人的關(guān)節(jié)內(nèi))而使用的情況下，由于在使用現(xiàn)有的壓電體的壓電驅(qū)動(dòng)裝置中布線空間有可能會不足，所以存在想使壓電體變薄的需求。然而，由于靜電容量與夾著壓電體的電極間的距離成反比例，所以若使壓電體變薄則靜電容量會增大，從而產(chǎn)生電力消耗增大的問題。
[0010]本發(fā)明是為了解決上述課題中的至少一部分而提出的，能夠以下述方式或者應(yīng)用例來實(shí)現(xiàn)。
[0011](I)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，提供一種驅(qū)動(dòng)壓電元件的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路。上述壓電元件驅(qū)動(dòng)電路具備:壓電元件列，其串聯(lián)連接N個(gè)(N為2以上的整數(shù))壓電元件而成，N個(gè)上述壓電元件分別具有厚度在0.05μπι以上20μπι以下的壓電體和夾著上述壓電體的2個(gè)電極；第一發(fā)生電路，其對上述壓電元件列供給包含交流成分和直流成分的電壓;第二發(fā)生電路，其對上述壓電元件列中相鄰的2個(gè)壓電元件間的(N— I)個(gè)連接點(diǎn)中的M個(gè)(Μ為I以上的整數(shù))連接點(diǎn)供給包含直流成分的電壓。
[0012]根據(jù)該壓電元件驅(qū)動(dòng)電路，由于多個(gè)壓電元件串聯(lián)連接，所以能夠降低壓電元件整體的靜電容量。另外，由于對相鄰的壓電元件間的連接點(diǎn)供給包含直流成分的電壓，所以能夠抑制使串聯(lián)連接的壓電元件中的一部分壓電元件負(fù)載過大電壓的現(xiàn)象，并能夠降低壓電元件整體的有效靜電容量而降低壓電元件驅(qū)動(dòng)電路的電力消耗。
[0013](2)在上述壓電元件驅(qū)動(dòng)電路中，上述M可以與上述(N — I)相等，并且上述第二發(fā)生電路可以對上述(N — I)個(gè)連接點(diǎn)供給具有不同電壓值的電壓。
[0014]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于對(N— I)個(gè)連接點(diǎn)供給具有互不相同的電壓值的電壓，所以能夠進(jìn)一步防止使串聯(lián)連接的壓電元件中的一部分壓電元件負(fù)載過大電壓的現(xiàn)象，并能夠降低壓電元件整體的有效靜電容量而降低壓電體驅(qū)動(dòng)電路的電力消耗。
[0015](3)在上述壓電元件驅(qū)動(dòng)電路中，上述第二發(fā)生電路供給電壓可以是直流電壓。
[0016]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠使壓電元件間的連接點(diǎn)的電壓穩(wěn)定，所以能夠進(jìn)一步降低壓電元件整體的有效靜電容量而降低電力消耗。
[0017](4)上述壓電元件驅(qū)動(dòng)電路可以具備在上述第二發(fā)生電路和上述M個(gè)連接點(diǎn)之間連接的電感器。
[0018]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠通過電感器降低經(jīng)由M個(gè)連接點(diǎn)向驅(qū)動(dòng)電路逆流的交流成分。
[0019](5)在上述壓電元件驅(qū)動(dòng)電路中，上述第二發(fā)生電路可以具備分壓電路，上述分壓電路通過對上述第一發(fā)生電路供給的電壓進(jìn)行分壓，生成對上述M個(gè)連接點(diǎn)供給的電壓。
[0020]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠容易生成對M個(gè)連接點(diǎn)賦予的電壓。
[0021 ] (6)在上述壓電元件驅(qū)動(dòng)電路中，上述分壓電路可以包括多個(gè)電阻元件串聯(lián)連接而成的電阻元件列。
[0022]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠容易生成對M個(gè)連接點(diǎn)賦予的電壓。
[0023](7)在上述壓電元件驅(qū)動(dòng)電路中，上述分壓電路可以包括與上述電阻元件列串聯(lián)連接的電感器。
[0024 ]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠降低流向電阻元件列的交流電流，所以能夠進(jìn)一步降低電力消耗。
[0025]本發(fā)明可以以各種方式實(shí)現(xiàn)，除了壓電元件驅(qū)動(dòng)電路之外，例如可以以壓電驅(qū)動(dòng)裝置、壓電驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)方法、搭載壓電元件驅(qū)動(dòng)電路或者壓電驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)器人等各種裝置及其驅(qū)動(dòng)方法等多種方式實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0026]圖1是示出第一實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的示意結(jié)構(gòu)的俯視圖和剖視圖。
[0027]圖2是振動(dòng)板的俯視圖。
[0028]圖3是示出壓電驅(qū)動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)電路的電氣連接狀態(tài)的說明圖。
[0029]圖4是示出驅(qū)動(dòng)電壓的交流成分的波形的例子的說明圖。
[0030]圖5是示出壓電驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)作的例子的說明圖。
[0031]圖6是示出比較例和第一實(shí)施方式的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0032]圖7是示出第二實(shí)施方式的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0033]圖8是示出第三實(shí)施方式的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0034]圖9是示出第四實(shí)施方式的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0035]圖10是示出另一實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的剖視圖。
[0036]圖11是示出利用壓電驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)器人的一例的說明圖。
[0037]圖12是機(jī)器人的手腕部分的說明圖。
[0038]圖13是示出利用壓電驅(qū)動(dòng)裝置的送液栗的一例的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]壓電驅(qū)動(dòng)裝置的整體結(jié)構(gòu):
[0040]圖1的(A)是示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的壓電驅(qū)動(dòng)裝置10的示意結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖1的(B)是圖1的(A)的B — B剖視圖。壓電驅(qū)動(dòng)裝置10具備振動(dòng)板200和分別配置在振動(dòng)板200的雙面(第一面211和第二面212)的2個(gè)壓電振動(dòng)體100。2個(gè)壓電振動(dòng)體100以振動(dòng)板200為中心對稱配置。由于2個(gè)壓電振動(dòng)體100具有相同結(jié)構(gòu)，所以在下文中若沒有特別提及，則對在振動(dòng)板200的上側(cè)的壓電振動(dòng)體100的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0041 ] 壓電振動(dòng)體100具備基板120和在基板120上形成的多個(gè)壓電元件IlOal、110a2、110bl、110b2、110cl、110c2、110dl、110d2、110el、110e2、110e3、110e4。由于這些每個(gè)壓電元件的結(jié)構(gòu)相同，所以在無需區(qū)分彼此的情況下，稱為“壓電元件110”。
[0042]壓電元件110具備第一電極130、在第一電極130上形成的壓電體140、以及在壓電體140上形成的第二電極150。第一電極130和第二電極150夾持壓電體140?？梢酝ㄟ^以離子銑削(1n milling)、干蝕刻等物理方法、或者化學(xué)方法將具有I個(gè)連續(xù)的壓電體和夾持壓電體的2個(gè)連續(xù)的導(dǎo)電體層(第一電極、第二電極)的I個(gè)大壓電元件分割成多個(gè)(多個(gè)壓電元件)來形成壓電元件110。壓電元件IlOel?110e4以大致長方形形狀形成，在基板120的寬度方向的中央沿著基板120的長度方向形成。壓電元件IlOal和110a2沿著長度方向排列而形成壓電元件組110a。相同地，壓電元件IlObl和110b2、IlOcl和110c2、I 1dl和110d2還形成壓電元件組110b、110c、IlOcL壓電元件組110a、110b、110c、IlOd在基板120的四角位置形成。
[0043]壓電振動(dòng)體100的基板120用作用于由成膜處理形成第一電極130、壓電體140和第二電極150的基板。另外，基板120還具有作為進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)的振動(dòng)板的功能?；?20可以由例如S1、Al203、Zr02等形成。作為Si制的基板120(還稱為“娃基板120”。)，例如可以利用半導(dǎo)體制造用Si晶片。在該實(shí)施方式中，基板120的平面形狀是長方形?；?20的厚度優(yōu)選在例如ΙΟμπι以上ΙΟΟμπι以下的范圍內(nèi)。若使基板120的厚度在ΙΟμπι以上，則能夠在基板120上進(jìn)行成膜處理時(shí)比較容易操作基板120。此外，若使基板120的厚度在50μπι以上，則能夠更加容易操作基板120。另外，若使基板120的厚度在ΙΟΟμπι以下，則能夠根據(jù)由薄膜形成的壓電體的伸縮，使基板120容易地振動(dòng)。
[0044]如上所述，分割前的第一電極、第二電極是通過例如濺射方式形成的薄膜。作為第一電極、第二電極的材料，例如可以利用Al(鋁)、Ni(鎳)、Au(金)、Pt(白金)、Ir(銥)等導(dǎo)電性高的任意材料。此外，在圖1中省略了用于第一電極130、第二電極150、以及驅(qū)動(dòng)電路間的電氣連接的布線(或者布線層及絕緣層)的圖示。
[0045]分割前的壓電體通過例如溶膠凝膠法、濺射法形成，并具有薄膜形狀。作為壓電體的材料，可以利用采用ABO3型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的陶瓷材料等表現(xiàn)出壓電效果的任意材料。作為采用ABO3型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的陶瓷材料，例如可以使用鋯鈦酸鉛(PZT)、鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈮酸鉀、鈮酸鋰、鉭酸鋰、鎢酸鈉、氧化鋅、鈦酸鍶鋇(BST)、鉭酸鍶鉍(SBT)、偏鈮酸鉛、鋅鈮酸鉛、鈧鈮酸鉛等。另外，還可以使用除陶瓷之外的表現(xiàn)出壓電效應(yīng)的材料，例如聚偏二氟乙烯、水晶等。壓電體的厚度優(yōu)選在例如50nm(0.05ym)以上20μπι以下的范圍內(nèi)。具有該范圍內(nèi)的厚度的壓電體的薄膜可以利用成膜處理而容易形成。若使壓電體的厚度在0.05μπι以上，則能夠根據(jù)壓電體的伸縮產(chǎn)生充分大的力。另外，若使壓電體的厚度在20μπι以下，則能夠使壓電驅(qū)動(dòng)裝置10充分小型化。
[0046]圖2是振動(dòng)板200的俯視圖。振動(dòng)板200具有長方形形狀的振動(dòng)體部210和從振動(dòng)體部210的左右長邊分別延伸各3個(gè)的連接部220，另外還具有與左右的3個(gè)連接部220分別連接的2個(gè)安裝部230。此外，在圖2中，為便于圖示，振動(dòng)體部210帶有影線。安裝部230用于由螺絲240在其他構(gòu)件處安裝壓電驅(qū)動(dòng)裝置10。振動(dòng)板200可以由例如硅;硅化合物;不銹鋼、招、招合金、鈦、鈦合金、銅、銅合金、鐵一鎳合金等金屬;金屬氧化物;或者金剛石等材料形成。
[0047]在振動(dòng)體部210的上表面(第一面)及下表面(第二面)，使用粘合劑分別粘合壓電振動(dòng)體100(圖1)。振動(dòng)體部210的長度L和寬度W之比優(yōu)選為L:W=約7:2。該比值是在用于使振動(dòng)體部210進(jìn)行沿著其所在平面向左右彎曲的超音波振動(dòng)(后述)方面優(yōu)選的值。振動(dòng)體部210的長度L可以優(yōu)選在例如0.1mm以上30mm以下的范圍內(nèi)；寬度W可以優(yōu)選在例如0.05mm以上8mm以下的范圍。此外，為了使振動(dòng)體部210進(jìn)行超音波振動(dòng)，長度L優(yōu)選在50mm以下。振動(dòng)體部210的厚度(振動(dòng)板200的厚度)可以優(yōu)選在例如20μπι以上700μπι以下的范圍內(nèi)。若使振動(dòng)體部210的厚度在20μπι以上，則會具有用于支撐壓電振動(dòng)體100的充分的剛性。另外，若使振動(dòng)體部210的厚度在700μπι以下，則能夠根據(jù)壓電振動(dòng)體100的變形產(chǎn)生充分大的變形。
[0048]在振動(dòng)板200—側(cè)的短邊設(shè)置有突起部20(還稱為“接觸部”或者“作用部”)。突起部20是用于與被驅(qū)動(dòng)體接觸來對被驅(qū)動(dòng)體賦予力的構(gòu)件。突起部20優(yōu)選由陶瓷材料(例如Al2O3)等具有耐久性的材料形成。
[0049]圖3是示出壓電驅(qū)動(dòng)裝置10和驅(qū)動(dòng)電路300的電連接狀態(tài)的說明圖。驅(qū)動(dòng)電路300包括驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生電路340和元件間電壓發(fā)生電路350。驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生電路340產(chǎn)生包含交流成分的驅(qū)動(dòng)電壓。另外，驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生電路340優(yōu)選構(gòu)成為，產(chǎn)生對接地電位在正側(cè)和負(fù)側(cè)變動(dòng)的僅交流成分構(gòu)成的交流驅(qū)動(dòng)電壓、和包含交流成分和DC偏移(直流成分)的帶偏移的驅(qū)動(dòng)電壓中的至少一種作為驅(qū)動(dòng)電壓。該驅(qū)動(dòng)電壓的交流成分優(yōu)選為與壓電驅(qū)動(dòng)裝置10的機(jī)械諧振頻率接近的頻率的電壓信號。此外，交流成分的波形典型的是正弦波，但也可以具有正弦波以外的波形。直流成分不需要嚴(yán)密地恒定，稍微產(chǎn)生變動(dòng)也是可以的。例如，直流成分可以在其平均值的± 10%以內(nèi)變動(dòng)。
[0050]圖4的(A)?(C)示出驅(qū)動(dòng)電壓的交流成分Vac的波形的例子。圖4的(A)的交流成分Vac是正弦波。圖4的(B)、(C)的交流成分Vac雖不是正弦波，但具有周期性的波形。由這些例子也可以理解，驅(qū)動(dòng)電壓的交流成分Vac為周期性的即可，作為其波形可以采用多種波形。
[0051]元件間電壓發(fā)生電路350是對壓電元件列供給元件間電壓的電路，其具體例子將在下文中描述。另外，在圖3中雖然省略了驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生電路340與壓電元件及元件間電壓發(fā)生電路350與壓電元件的連接狀態(tài)，但將在下文中描述它們之間的連接關(guān)系。此外，還將驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生電路340稱為一發(fā)生電路”或者“第一電壓發(fā)生電路”，并且還將元件間電壓發(fā)生電路350稱為“第二發(fā)生電路”或者“第二電壓發(fā)生電路”。
[0052]在本實(shí)施方式中，壓電元件被分成分別具有4個(gè)壓電元件的3個(gè)組。第一組具有壓電元件 110(31、110。2、110131、11(^2。第二組具有壓電元件11(^1、11(^2、110(11、110(12。第三組具有壓電元件 110el、110e2、110e3、110e4。
[0053]第一組的壓電元件110cl、110c2、110bl、110b2以如下方式串聯(lián)連接，S卩，驅(qū)動(dòng)電路300和第一個(gè)壓電元件IlOcl的第一電極130通過布線320連接;第一個(gè)壓電元件IlOcl的第二電極150和第二個(gè)壓電元件110c2的第一電極130通過布線155cl連接;第二個(gè)壓電元件110c2的第二電極150和第三個(gè)壓電元件IlObl的第一電極130通過布線152連接;第三個(gè)壓電元件IlObl的第二電極150和第四個(gè)壓電元件110b2的第一電極130通過布線155bl連接；第四個(gè)壓電元件110b2的第二電極150和驅(qū)動(dòng)電路300通過布線310連接。通過這些布線，壓電元件 IlOcl、110c2、IlObl、110b2 串聯(lián)連接。
[0054]第二組的壓電元件110al、l 10a2、I 1dl、110d2也同樣地以如下方式串聯(lián)連接:驅(qū)動(dòng)電路300和第一個(gè)壓電元件I 1al的第一電極130通過布線324連接；第一個(gè)壓電元件IlOal的第二電極150和第二個(gè)壓電元件110a2的第一電極130通過布線155al連接;第二個(gè)壓電元件110a2的第二電極150和第三個(gè)壓電元件IlOdl的第一電極130通過布線151連接；第四個(gè)壓電元件I 1dl的第二電極150和第四個(gè)壓電元件110d2的第一電極130通過布線155dl連接;第四個(gè)壓電元件110d2的第二電極150和驅(qū)動(dòng)電路300通過布線314連接。通過這些布線，壓電元件IlOal、110a2、IlOdl、110d2串聯(lián)連接。
[0055]第三組的壓電元件11061、11062、11063、11064以如下方式串聯(lián)連接:驅(qū)動(dòng)電路300和第一個(gè)壓電元件I 1el的第一電極130通過布線322連接;第一個(gè)壓電元件I 1el的第二電極150和第二個(gè)壓電元件110e2的第一電極130通過布線155el連接;第二個(gè)壓電元件110e2的第二電極150和第三個(gè)壓電元件110e3的第一電極130通過布線155e2連接;第三個(gè)壓電元件110e3的第二電極150和第四個(gè)壓電元件110e4的第一電極130通過布線155e3連接;第四個(gè)壓電元件110e4的第二電極150和驅(qū)動(dòng)電路300通過布線312連接。通過這些布線，壓電元件 110el、110e2、110e3、110e4 串聯(lián)連接。
[0056]這些布線151、152、155al?155e3可以通過成膜處理形成，或者也可以通過線狀布線實(shí)現(xiàn)。對于驅(qū)動(dòng)電路300，通過在布線314和布線324之間施加包括周期性變化的交流成分的驅(qū)動(dòng)電壓，可以使壓電驅(qū)動(dòng)裝置10進(jìn)行超音波振動(dòng)，從而使與突起部20接觸的轉(zhuǎn)子(被驅(qū)動(dòng)體)向規(guī)定的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。另外，通過在布線310和布線320之間施加包括交流成分的驅(qū)動(dòng)電壓，可以使與突起部20接觸的轉(zhuǎn)子向反方向旋轉(zhuǎn)。對設(shè)置于振動(dòng)板200的雙面的2個(gè)壓電振動(dòng)體100同時(shí)以這種方式進(jìn)行電壓施加。此外，在圖1中省略了對于構(gòu)成圖3所示的布線151、152、155&1?15563、310、312、314、320、322、324的布線(或者布線層及絕緣層)的圖示。
[0057]在本實(shí)施方式中，通過下述效果，從驅(qū)動(dòng)電路300觀察到的壓電驅(qū)動(dòng)裝置10的靜電容量變小。
[0058](I)面積效果:本實(shí)施方式的壓電元件110的第一電極130、第二電極150的面積與現(xiàn)有技術(shù)(日本特開2004 — 320979號公報(bào))的圖7所示的壓電元件的第一電極、第二電極的面積相比，前者為后者的一半。由于靜電容量與電極的面積成正比，所以壓電元件的靜電容量變?yōu)镮/2。
[0059](2)串聯(lián)連接效果:一般而言，若將具有相同靜電容量C的N個(gè)(N為2以上的整數(shù))的容量元件串聯(lián)連接，則它們共計(jì)的靜電容量為C/N。在本實(shí)施方式中，由于將大致為相同類型的壓電元件串聯(lián)連接了 4個(gè)，所以合成靜電容量為C/4。另外，若將具有相同靜電容量C的N個(gè)(N為2以上的整數(shù))的容量元件并聯(lián)連接，則這些的合成靜電容量為NXC。在上述現(xiàn)有技術(shù)中，由于將2個(gè)壓電元件并聯(lián)連接，所以合成靜電容量為2C。與該現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)施方式的壓電元件的合成靜電容量為該現(xiàn)有技術(shù)的1/8。通過這兩方面效果，若將上述現(xiàn)有技術(shù)中的壓電元件的合成靜電容量作為I，則串聯(lián)連接的4個(gè)壓電元件的合成靜電容量為1/16。如上所述，通過分割壓電元件而作為壓電元件，并將壓電元件列聯(lián)連接，能夠減小靜電容量。
[0060]圖5是示出壓電驅(qū)動(dòng)裝置10的動(dòng)作動(dòng)作的例子的說明圖。壓電驅(qū)動(dòng)裝置10的突起部20與作為被驅(qū)動(dòng)體的轉(zhuǎn)子50的外周接觸。在圖5所示的例子中，對于驅(qū)動(dòng)電路300(圖3)，對串聯(lián)連接的4個(gè)壓電元件110al、110a2、110dl、110d2施加包含交流成分的驅(qū)動(dòng)電壓，壓電元件110al、110a2、110dl、110d2在圖5的箭頭X的方向上伸縮。與此相應(yīng)地，壓電驅(qū)動(dòng)裝置10的振動(dòng)體部210在振動(dòng)體部210的平面內(nèi)彎曲而變形為蛇形形狀(S字形狀)，突起部20的前端在箭頭y的方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)或者橢圓運(yùn)動(dòng)。其結(jié)果，轉(zhuǎn)子50繞其中心51向規(guī)定的方向z(在圖5中為順時(shí)針方向)旋轉(zhuǎn)。在圖2中說明的振動(dòng)板200的3個(gè)連接部220(圖2)設(shè)置于這樣的振動(dòng)體部210的振動(dòng)的節(jié)的位置。此外，在驅(qū)動(dòng)電路300對其他4個(gè)壓電元件I 1cl、110c2、IlObl、110b2施加包含交流成分的驅(qū)動(dòng)電壓的情況下，轉(zhuǎn)子50向反方向旋轉(zhuǎn)。此外，若對中央的4個(gè)壓電元件110el、110e2、110e3、110e4施加包含交流成分的驅(qū)動(dòng)電壓，則壓電驅(qū)動(dòng)裝置10在長度方向上伸縮，因此可以進(jìn)一步增大突起部20對轉(zhuǎn)子50賦予的力。此外，對于壓電驅(qū)動(dòng)裝置10(或者壓電振動(dòng)體100)的這種動(dòng)作，已在上述現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)1(日本特開2004 — 320979號公報(bào)或者對應(yīng)的美國專利第7224102號)中記載，其公開內(nèi)容以參照方式納入本文中。
[0061 ]壓電元件驅(qū)動(dòng)電路的各種實(shí)施方式:
[0062]圖6是示出比較例和第一實(shí)施方式的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖6的(A)所示的比較例的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路由驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生電路340和與驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生電路340連接的壓電元件列400構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生電路340對壓電元件列400供給包含交流成分和直流成分Vbias的驅(qū)動(dòng)電壓Vin。壓電元件列400是串聯(lián)連接多個(gè)壓電元件110而成的，在圖6的(A)的例子中由4個(gè)壓電元件110結(jié)構(gòu)。其中，壓電元件列400可以串聯(lián)連接N個(gè)(N為2以上的整數(shù))的壓電元件110而構(gòu)成。從圖6與上述的圖1及圖3的關(guān)聯(lián)來看，圖6的(A)的壓電元件列400例如與圖3中串聯(lián)連接的I組壓電元件I 1al、110a2、I 1dl、110d2對應(yīng)。4個(gè)壓電元件110與具有靜電容量Cl?C4的電容器是等效的。此外，這些靜電容量Cl?C4也可以具有互不相同的值，但優(yōu)選是互相相等的。在下文中，主要對多個(gè)壓電元件110的靜電容量Cl?C4互相相等的情況進(jìn)行說明。
[0063]在圖6的(A)的比較例中，理想的是由構(gòu)成壓電元件列400的多個(gè)壓電元件110分別對驅(qū)動(dòng)電壓Vin的交流成分和直流成分Vbias進(jìn)行分壓。然而，存在交流成分被多個(gè)壓電元件110分壓成接近理想狀態(tài)，然而直流成分Vbias沒有被分壓成理想狀態(tài)的情況。例如，存在使構(gòu)成壓電元件列400的多個(gè)壓電元件110中的一個(gè)壓電元件110負(fù)載幾乎全部的直流成分Vbias的可能性。下文中說明的各種實(shí)施方式旨在消除或緩和這種不良情況。
[0064]對于圖6的(B)所示的第一實(shí)施方式的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路，除了驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生電路340和壓電元件列400之外，還增加了元件間電壓發(fā)生電路350。該元件間電壓發(fā)生電路350對4個(gè)壓電元件110間的3個(gè)連接點(diǎn)CPl?CP3分別供給具有不同電壓值的元件間電壓Vdcl?Vdc3。驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生電路340對壓電元件列400供給包含交流成分和直流成分Vbias的驅(qū)動(dòng)電壓Vin。
[0065]元件間電壓Vdc I?Vdc3優(yōu)選具有以如下方式對驅(qū)動(dòng)電壓Vin的直流成分Vbias進(jìn)行分壓的值。
[0066]Vdcl =Vbias X 1/4...(Ia)
[0067]Vdc2 = Vbias X 2/4...(lb)
[0068]Vdc3 = Vbias X 3/4...(lc)
[0069]若以該方式設(shè)定元件間電壓Vdcl?Vdc3，貝Ij由于相鄰的壓電元件110間的連接點(diǎn)CPl?CP3的電壓被這些元件間電壓Vdcl?Vdc3調(diào)整，所以能夠解決或緩和上述的比較例中的問題(使多個(gè)壓電元件110中的一個(gè)壓電元件110負(fù)載幾乎全部的直流成分Vbias)。即，根據(jù)第一實(shí)施方式的回路結(jié)構(gòu)，能夠防止使串聯(lián)連接的壓電元件110中的一部分壓電元件110負(fù)載過大電壓的現(xiàn)象，可以降低壓電元件110整體的有效靜電容量，并降低壓電元件110的電力消耗。尤其在壓電體140為厚度在0.05μπι以上20μπι以下的薄膜的壓電元件110中，相比厚膜(塊狀)的壓電元件，靜電容量較大，但能夠通過元件間電壓發(fā)生電路350降低驅(qū)動(dòng)電路300整體的電力消耗。此外，作為包含交流成分和直流成分(DC偏移)的帶偏移的驅(qū)動(dòng)電壓Vin，優(yōu)選使用其電壓值總是正或者負(fù)的脈動(dòng)電壓。若將這種脈動(dòng)電壓用作驅(qū)動(dòng)電壓VinJlJ可以進(jìn)一步減小驅(qū)動(dòng)電流。
[0070]另外，在多個(gè)壓電元件110的靜電容量Cl?C4相互不相等的情況下，優(yōu)選將元件間電壓Vdcl?Vdc3設(shè)定為每個(gè)壓電元件110的兩端的電壓差具有按照多個(gè)壓電元件110的靜電容量Cl?C4對驅(qū)動(dòng)電壓Vin的直流成分Vbias進(jìn)行分壓的值。這種也適用于多個(gè)壓電元件110的靜電容量Cl?C4互相相等的情況。即，一般而言，優(yōu)選以構(gòu)成壓電元件列400的N個(gè)(N為2以上的整數(shù))的壓電元件110的每個(gè)壓電元件110的兩端的電壓差具有根據(jù)每個(gè)壓電元件110的靜電容量對驅(qū)動(dòng)電壓Vin的直流成分Vbias進(jìn)行分壓的值的方式，設(shè)定對(N— I)個(gè)連接點(diǎn)供給的元件間電壓。此時(shí)，各壓電元件的兩端的電壓差以如下式賦予。
[0071]AVj=Vbias/{ Σ (1/Ci) XCj}."(2)
[0072]其中，AVj是第j個(gè)(j= l?N)壓電元件的兩端的電壓差，2(1/Ci)是N個(gè)壓電元件的靜電容量CKi = I?N)的倒數(shù)之和，Cj是第j個(gè)壓電元件的靜電容量。
[0073]在上述(2)式中，若使N= 4，Cj( j = l?4)為與j無關(guān)的一定值，則AVj的全部與Vbias/4相等?？梢岳斫?，該結(jié)果與上述(Ia)?(Ic)式吻合。其中，在多個(gè)壓電元件110的靜電容量Cj互不相同的情況下，也可以以滿足上述(Ia)?(Ic)式的方式?jīng)Q定元件間電壓。在該情況下，從使壓電元件110的動(dòng)作穩(wěn)定這一意思出發(fā)在實(shí)用性上充分。
[0074]此外，由元件間電壓Vdcl?Vdc3賦予的每個(gè)壓電元件110的兩端的電壓差Δ Vj無需必須滿足上述(2)式，也可以具有多少偏離上述(2)式的值。其中，對于每個(gè)壓電元件110的兩端的電壓差△ Vj，優(yōu)選將由上述(2)式算出的值作為100%時(shí)，具有100 ± 10 %的范圍內(nèi)的值。
[0075]如上所述，在圖6的(B)所示的第一實(shí)施方式的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路中，由于對壓電元件列400中的相鄰的2個(gè)壓電元件110間的連接點(diǎn)CPl?CP3分別施加著是直流電壓的元件間電壓Vdcl?Vdc3，所以能夠防止使串聯(lián)連接的壓電元件110中的一部分壓電元件110負(fù)載過大電壓的現(xiàn)象。其結(jié)果為，可以降低壓電元件110整體的有效靜電容量，并降低壓電元件110的電力消耗。
[0076]此外，在第一實(shí)施方式中，對4個(gè)壓電元件110間的3個(gè)連接點(diǎn)CPl?CP3的每個(gè)分別施加元件間電壓Vdcl?Vdc3，但元件間電壓發(fā)生電路350對多個(gè)連接點(diǎn)CPl?CP3中的至少一個(gè)供給元件間電壓即可。即，一般而言，對由N個(gè)壓電元件110構(gòu)成的壓電元件列400中的相鄰的2個(gè)壓電元件110間的(N— I)個(gè)連接點(diǎn)中的M個(gè)(M是I以上且小于N的整數(shù))的連接點(diǎn)分別供給包含直流成分的元件間電壓即可。在該情況下，與完全不供給元件間電壓的情況相比，由于驅(qū)動(dòng)電壓Vin的直流成分Vbias向多個(gè)壓電元件110的分配更加穩(wěn)定，所以能夠抑制使串聯(lián)連接的壓電元件中的一部分壓電元件負(fù)載過大電壓的現(xiàn)象。對于這一點(diǎn)，在下述的其他實(shí)施方式中也是相同的。
[0077]此外，作為包含交流成分和直流成分(DC偏移)的帶偏移驅(qū)動(dòng)電壓，優(yōu)選使用其電壓值一直是正或者負(fù)的脈動(dòng)電壓。若使用這種脈動(dòng)電壓，則可以進(jìn)一步減小驅(qū)動(dòng)電流。
[0078]圖7是示出第二實(shí)施方式的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的說明圖。第二實(shí)施方式的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路是在圖6的(B)所示的第一實(shí)施方式的回路的基礎(chǔ)上增加了電感器L1、L2、L3的電路。這些電感器L1、L2、L3分別與元件間電壓發(fā)生電路350和相鄰的壓電元件110間的連接點(diǎn)CP1、CP2、CP3之間連接。此外，在下文中，電感器L1、L2、L3的電感也使用與電感器相同的附圖標(biāo)記L1、L2、L3。
[0079]設(shè)置電感器L1、L2、L3的理由是為了抑制驅(qū)動(dòng)電壓Vin的交流成分向元件間電壓發(fā)生電路350逆流的現(xiàn)象。為了達(dá)到這種效果，電感器L1、L2、L3優(yōu)選滿足下述2個(gè)條件中的至少一個(gè)。
[0080]< 條件 1>
[0081]各電感Lj的阻抗(=2iif.Lj)在IkQ以上(其中，f是驅(qū)動(dòng)電壓Vin的交流成分的頻率);
[0082]< 條件 2>
[0083]各電感Lj的阻抗(=2對.Lj)是構(gòu)成與壓電元件列400的多個(gè)壓電元件110的靜電容量Ci中的最小值Cmin對應(yīng)的阻抗(=1/(2對.Cmin))的10倍以上。
[0084]上述條件I是用于在驅(qū)動(dòng)電壓Vin的交流成分從壓電元件列400向元件間電壓發(fā)生電路350逆流的情況下，減小該交流成分的電流值的條件。另外，上述條件2是用于抑制電流根據(jù)每個(gè)壓電元件110的兩端的電壓差的變動(dòng)向元件間電壓發(fā)生電路350逆流的條件。各電感L1、L2、L3優(yōu)選滿足上述條件1、2的至少一個(gè)，更優(yōu)選為兩個(gè)都滿足。這樣的話，能夠通過電感器L1、L2、L3降低經(jīng)由供給元件間電壓的連接點(diǎn)CPI?CP3向驅(qū)動(dòng)電路逆流的驅(qū)動(dòng)電壓的交流成分。
[0085]圖8是示出第三實(shí)施方式的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的說明圖。第三實(shí)施方式的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路在元件間電壓發(fā)生電路350b的內(nèi)部結(jié)構(gòu)例被具體描述這一點(diǎn)上與圖7所示的第二實(shí)施方式不同，其他結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施方式相同。元件間電壓發(fā)生電路350b與驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生電路340的驅(qū)動(dòng)電壓Vin的輸出端子連接，并且在元件間電壓發(fā)生電路350b的內(nèi)部包括對驅(qū)動(dòng)電壓Vin進(jìn)行分壓的分壓電路352b。分壓電路352b由電感器LlO和多個(gè)電阻Rl?R4串聯(lián)連接而構(gòu)成。
[0086]設(shè)置多個(gè)電阻Rl?R4的串聯(lián)連接是為了對驅(qū)動(dòng)電壓Vin所包含的直流成分Vbias進(jìn)行分壓，從而分別產(chǎn)生元件間電壓Vdcl?Vdc3。其中，在圖8的例子中，由于驅(qū)動(dòng)電壓Vin除了直流成分Vbias之外還包含交流成分，因此元件間電壓Vdcl?Vdc3不是直流電壓，而是包含交流成分的電壓。另外，由于與壓電元件列400的連接點(diǎn)CPl?CP3連接的電感器LI?L3構(gòu)成一種平滑電路，元件間電壓Vdcl?Vdc3所包含的交流成分被這些平滑電路平滑化。因此，在該第三實(shí)施方式中，也能夠進(jìn)一步防止使串聯(lián)連接的壓電元件110中的一部分壓電元件110負(fù)載過大電壓的現(xiàn)象，能夠降低壓電元件整體的有效靜電容量而降低壓電體驅(qū)動(dòng)電路的電力消耗。此外，在本說明書中，“包含直流成分的元件間電壓”包括僅包含直流成分的元件間電壓和包含直流成分和交流成分這兩種的元件間電壓這兩種電壓。其中，從使各壓電元件的電極間的電壓穩(wěn)定的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使用僅包含直流成分的元件間電壓。
[0087]分壓電路352b內(nèi)的電感器LlO是為了抑制驅(qū)動(dòng)電壓Vin的交流成分經(jīng)由電阻Rl?R4流向接地側(cè)。該電感器LlO的阻抗(=2對.L10)優(yōu)選在IkQ以上(其中，f是驅(qū)動(dòng)電壓Vin的交流成分的頻率)。此外，在圖8的例子中，電感器LlO與多個(gè)電阻Rl?R4的高電壓側(cè)連接，但也可以代替這種連接方式，將電感器LlO與接地布線側(cè)(即電阻Rl?R4的低電壓側(cè))連接。另外，也可以省略電感器L10。
[0088]圖9是示出第四實(shí)施方式的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的說明圖。第四實(shí)施方式的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路在省略了圖8所示的第三實(shí)施方式的電感器LI?L3、L10這一點(diǎn)上與第三實(shí)施方式不同，其他結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施方式相同。元件間電壓發(fā)生電路350c包括串聯(lián)連接多個(gè)電阻Rl?R4而構(gòu)成的分壓電路352c。在該結(jié)構(gòu)中，如在圖8中描述過的那樣，元件間電壓Vdcl?Vdc3不是直流電壓，而是包含交流成分的電壓。其中，由于即使省略了圖8所示的電感器LI?L3，通過元件間電壓Vdcl?Vdc3也使壓電元件110間的連接點(diǎn)CPl?CP3的電壓穩(wěn)定，所以能夠進(jìn)一步防止使串聯(lián)連接的壓電元件110中的一部分壓電元件110負(fù)載過大電壓的現(xiàn)象。其結(jié)果為，能夠降低壓電元件整體的有效靜電容量而降低壓電體驅(qū)動(dòng)電路的電力消耗。
[0089]壓電驅(qū)動(dòng)裝置的他的實(shí)施方式:
[0090]圖10是作為本發(fā)明的第5的實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置1b的剖視圖，是對應(yīng)于第一實(shí)施方式的圖1的(B)的圖。在該壓電驅(qū)動(dòng)裝置1b中，在壓電振動(dòng)體100與圖1的(B)上下相反的狀態(tài)下將壓電振動(dòng)體100配置于振動(dòng)板200。即，此時(shí)被配置為第二電極150cl、150c2、150dl、150d2離振動(dòng)板200近，基板120離振動(dòng)板200最遠(yuǎn)。此外，在圖10中，與圖1的(B)相同地，對第一電極130&1、130&2、130131、13(^2、130。1、130。2、130(11、130(12、13061、13062、13063、13064、第二電極150&1、150&2、150131、15(^2、150。1、150。2、150(11、150(12、15061、150e2、150e3、150e4、以及用于驅(qū)動(dòng)電路之間的電氣連接的布線(或者布線層及絕緣層)省略了圖示。該壓電驅(qū)動(dòng)裝置1b也能夠達(dá)到與第一實(shí)施方式相同的效果。
[0091]此外，關(guān)于壓電驅(qū)動(dòng)裝置、壓電元件的結(jié)構(gòu)及配列，可以采用圖1、圖3、及圖10所示之外的任意結(jié)構(gòu)及配列。
[0092]使用了壓電驅(qū)動(dòng)裝置的裝置的實(shí)施方式:
[0093]上述的壓電驅(qū)動(dòng)裝置10是能夠通過利用諧振而對被驅(qū)動(dòng)體賦予較大的力的裝置，可以用于各種裝置。壓電驅(qū)動(dòng)裝置10例如可以用作機(jī)器人(也包括電子部件搬送裝置(IC處理器))、投藥用栗、表的送日歷裝置、印刷裝置(例如送紙機(jī)構(gòu)。其中，在用于頭部的壓電驅(qū)動(dòng)裝置中，不使振動(dòng)板諧振，因此不可以用于頭部。)等各種機(jī)器的驅(qū)動(dòng)裝置。下文中，對代表性的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0094]圖11是示出利用上述壓電驅(qū)動(dòng)裝置10的機(jī)器人2050的一例的說明圖。機(jī)器人2050具有臂2010(還稱為“腕部”)，臂2010具備多個(gè)連桿部2012(還稱為“連桿構(gòu)件”)和多個(gè)關(guān)節(jié)部2020，多個(gè)關(guān)節(jié)部2020以可轉(zhuǎn)動(dòng)或彎曲的狀態(tài)連接這些連桿部2012之間。每個(gè)關(guān)節(jié)部2020中內(nèi)藏有上述壓電驅(qū)動(dòng)裝置10，可以使用壓電驅(qū)動(dòng)裝置10使關(guān)節(jié)部2020轉(zhuǎn)動(dòng)或彎曲任意角度。在臂2010的頂端連接有機(jī)器人手2000。機(jī)器人手2000具備一對把持部2003。在機(jī)器人手2000中也內(nèi)藏有壓電驅(qū)動(dòng)裝置10，可以使用壓電驅(qū)動(dòng)裝置10對把持部2003進(jìn)行開閉而把持物品。另外，在機(jī)器人手2000和臂2010之間也設(shè)置有壓電驅(qū)動(dòng)裝置10，可以使用壓電驅(qū)動(dòng)裝置10使機(jī)器人手2000相對于臂2010旋轉(zhuǎn)。
[0095]圖12是圖11所示的機(jī)器人2050的手腕部分的說明圖。手腕的關(guān)節(jié)部2020夾持手腕轉(zhuǎn)動(dòng)部2022，手腕的連桿部2012以將手腕轉(zhuǎn)動(dòng)部2022的中心軸O作為中心軸可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝在手腕轉(zhuǎn)動(dòng)部2022。手腕轉(zhuǎn)動(dòng)部2022具備壓電驅(qū)動(dòng)裝置10，壓電驅(qū)動(dòng)裝置10使手腕的連桿部2012及機(jī)器人手2000將中心軸O作為中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)器人手2000立設(shè)有多個(gè)把持部2003。把持部2003的基端部在機(jī)器人手2000內(nèi)可移動(dòng)，在該把持部2003的根部搭載有壓電驅(qū)動(dòng)裝置10。因此，通過使壓電驅(qū)動(dòng)裝置10動(dòng)作，能夠移動(dòng)把持部2003而使其把持目標(biāo)。
[0096]此外，作為機(jī)器人，不限于單腕的機(jī)器人，在腕的個(gè)數(shù)在2以上的多腕機(jī)器人中也可以適用壓電驅(qū)動(dòng)裝置10。其中，在手腕的關(guān)節(jié)部2020、機(jī)器人手2000的內(nèi)部，除了壓電驅(qū)動(dòng)裝置10之外，包含對力傳感器、陀螺儀傳感器等各種裝置供給電力的電源線、傳遞信號的信號線等，從而需要非常多的布線。因此，在關(guān)節(jié)部2020、機(jī)器人手2000的內(nèi)部配置布線是非常困難的。然而，在上述實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置10，由于可以相比通常的電動(dòng)馬達(dá)、現(xiàn)有的壓電驅(qū)動(dòng)裝置減小驅(qū)動(dòng)電流，所以在像關(guān)節(jié)部2020(尤其是臂2010的頂端的關(guān)節(jié)部)、機(jī)器人手2000這種小空間中也可以配置布線。
[0097]圖13示出利用了上述的壓電驅(qū)動(dòng)裝置10的送液栗2200的一例的說明圖。在送液栗2200的殼體2230內(nèi)設(shè)置有容器2211、管2212、壓電驅(qū)動(dòng)裝置10、轉(zhuǎn)子2222、減速傳達(dá)機(jī)構(gòu)2223、凸輪2202、以及多個(gè)指狀物 2213、2214、2215、2216、2217、2218、2219。容器 2211 是用于收容作為運(yùn)輸目標(biāo)的液體的收容部。管2212是用于運(yùn)輸從容器2211送出的液體的管。壓電驅(qū)動(dòng)裝置10的突起部20以向轉(zhuǎn)子2222的側(cè)面按壓的狀態(tài)設(shè)置，壓電驅(qū)動(dòng)裝置10使轉(zhuǎn)子2222旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。轉(zhuǎn)子2222的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由減速傳達(dá)機(jī)構(gòu)2223向凸輪2202傳遞。指狀物2213至2219是用于封閉管2212的構(gòu)件。若凸輪2202旋轉(zhuǎn)，則通過凸輪2202的突起部2202A，指狀物2213至2219依次被推向放射方向外側(cè)。指狀物2213至2219從運(yùn)輸方向上游側(cè)(容器2211側(cè))開始依次封閉管2212。由此，管2212內(nèi)的液體依次被運(yùn)向下游側(cè)。這樣的話，可以以高精度運(yùn)輸極少量的液體，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)小型送液栗2200。此外，各構(gòu)件的配置不限于圖示中的配置。另外，也可以采用不具備指狀物等構(gòu)件而由設(shè)置于轉(zhuǎn)子2222的球等封閉管2212的結(jié)構(gòu)。上述送液栗2200可以用于將胰島等藥液投藥給人體的投藥裝置等。其中，由于通過使用上述實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置10，相比現(xiàn)有的壓電驅(qū)動(dòng)裝置減小驅(qū)動(dòng)電流，所以能夠抑制投藥裝置的電力消耗。因此，在對投藥裝置進(jìn)行電池驅(qū)動(dòng)的情況下尤其有效。
[0098]變形例:
[0099]此外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例及實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)可實(shí)施多種方式，例如可進(jìn)行如下變形。
[0100]變形例1:
[0101]在上述實(shí)施方式中，在基板120上形成有第一電極130、壓電體140和第二電極150，但也可以省略基板120，在振動(dòng)板200上形成第一電極130、壓電體140和第二電極150。
[0102]變形例2:
[0103]在上述實(shí)施方式中，在振動(dòng)板200的雙面設(shè)置有壓電振動(dòng)體100，但也可以僅在振動(dòng)板200的一側(cè)的面設(shè)置壓電振動(dòng)體100。其中，若在振動(dòng)板200的雙面分別設(shè)置壓電振動(dòng)體100，則在使振動(dòng)板200在其平面內(nèi)更容易以彎曲的蛇形形狀變形這一點(diǎn)上是優(yōu)選的。
[0104]上文中，基于幾個(gè)實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但上述的發(fā)明實(shí)施方式是為了便于理解本發(fā)明的，而不是限定本發(fā)明。對于本發(fā)明，當(dāng)然可以在不脫離其主旨及權(quán)利要求書的范圍的情況下，進(jìn)行變更、改良，并且本發(fā)明中包含其等同物。
[0105]附圖標(biāo)記說明
[0106]10…壓電驅(qū)動(dòng)裝置;20...突起部;50...轉(zhuǎn)子;51...中心；100…壓電振動(dòng)體;110…壓電兀件；120…基板；130…第一電極;140…壓電體;150…第二電極;151、152…布線；200...振動(dòng)板;210…振動(dòng)體部；211…第一面;212…第二面；220…連接部；230…安裝部；240...螺絲；300…驅(qū)動(dòng)電路;310、312、314、320…布線；340…驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生電路(第一發(fā)生電路)；350…兀件間電壓發(fā)生電路(第二發(fā)生電路)；352…分壓電路;400…壓電兀件列；2000…機(jī)器人手；2003…把持部；2010…臂；2012...連桿部；2020…關(guān)節(jié)部；2022…手腕轉(zhuǎn)動(dòng)部；2050 …機(jī)器人；2200...送液栗；2202...凸輪；2202A …突起部；221l...容器；2212..?管；2213...指狀物;2222...轉(zhuǎn)子;2223...減速傳達(dá)機(jī)構(gòu);2230...殼體。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓電元件驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，具備: 壓電元件列，由N個(gè)壓電元件串聯(lián)連接而成，N個(gè)所述壓電元件分別具有厚度在0.Οδμ??以上20μπι以下的壓電體和夾著所述壓電體的2個(gè)電極，其中，N為2以上的整數(shù)； 第一發(fā)生電路，對所述壓電元件列供給包含交流成分和直流成分的電壓；以及第二發(fā)生電路，對所述壓電元件列中的相鄰的2個(gè)壓電元件間的N— I個(gè)連接點(diǎn)中的M個(gè)連接點(diǎn)供給包含直流成分的電壓，其中，M為I以上的整數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述M與所述N— I相等， 所述第二發(fā)生電路對所述N — I個(gè)連接點(diǎn)供給不同的電壓值。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述第二發(fā)生電路供給的電壓是直流電壓。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 具備在所述第二發(fā)生電路和所述M個(gè)連接點(diǎn)之間連接的電感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述第二發(fā)生電路具備分壓電路，所述分壓電路通過對所述第一發(fā)生電路供給的電壓進(jìn)行分壓，從而生成對所述M個(gè)連接點(diǎn)供給的電壓。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述分壓電路包括由多個(gè)電阻元件串聯(lián)連接而成的電阻元件列。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述分壓電路包括與所述電阻元件串聯(lián)連接的電感器。8.一種機(jī)器人，其特征在于，具備: 多個(gè)連桿部； 關(guān)節(jié)部，將所述多個(gè)連桿部連接；以及 權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路，使用所述壓電元件以所述關(guān)節(jié)部使所述多個(gè)連桿部轉(zhuǎn)動(dòng)。
【文檔編號】H02N2/14GK105846717SQ201610064661
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月29日
【發(fā)明人】梶野喜, 梶野喜一
【申請人】精工愛普生株式會社