强力输出被动型喷水推进装置及其驱动方法制造方法及图纸

技术编号:15101700 阅读:136 留言:0更新日期:2017-04-08 11:10
本发明专利技术公开了一种强力输出被动型喷水推进装置及其驱动方法,以解决当前压电喷水推进装置驱动力小、功率密度低等问题。本发明专利技术包括阀用叠堆、阀用金属基板、端盖、支撑橡胶圈、密封圈、腔体、阀用伞形阀、泵用伞形阀、紧固螺栓、泵用叠堆、放大膜片、夹紧块、泵用金属基板、前端盖和紧固螺钉;腔体设有阀腔入水口、泵腔入水口和漏斗状出水口,阀腔入水口和泵腔入水口设有阀座,出水口设有疏水结构。施加电信号于阀用叠堆和泵用叠堆,激发其分别产生伸缩变形,使阀腔和泵腔容积交替变化,实现流体的吸入与喷出,在喷水反作用力下,实现装置的推进。本发明专利技术具有驱动力大、功率密度高等优势,在微量喷射、军事探测、水下机器人等领域有广阔应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种强力输出被动型喷水推进装置及其驱动方法,属于喷水推进

技术介绍
喷水推进装置是利用推进泵喷出水流的反作用力产生推进力,进而实现运动输出的微型推进器。泵作为推进装置的动力源在喷水推进技术中居于重要的地位,目前喷水推进装置中采用的推进泵主要是轴流泵、混流泵和离心泵,此种动力泵存在功率密度低、抗干扰能力差、结构复杂等缺点,使得喷水推进技术很难满足当前机器人、小型探测、精密仪器等领域的应用需求。20世纪70年代发展起来的压电泵是典型的微小型驱动装置,具有易于微型化、动态响应快、抗电磁干扰等特点。近年来,以压电泵作为喷水推进装置动力源实现运动输出的研究,受到了广泛的关注。与传统喷水推进装置相比,因其具有功率密度高、结构简单紧凑、驱动力大等技术优势,在微量喷射、军事探测、水下机器人等
具有广阔应用前景。中国技术专利《微型喷水推进泵》,授权公告号为CN200989293Y,授权公告日为2007年12月12日,公开的一种微型喷水推进泵,主要由泵体、泵腔、压电振子组成,以压电振子为驱动元件,压电振子由其周边的弹性元件支撑在泵体与封盖之间构成的腔体内,泵体上设有入口流道和出口流道,入口流道对应的阀腔轴线与出口流道轴线处于同一平面且相互垂直,入口处采用橡胶截止阀作为入口阀,出口即是喷口,喷口处不设阀,与外界常通,由泵腔、阀腔和喷口组成的泵内腔体为不封闭腔体;中国技术专利《压电喷水推进装置》,授权公告号为CN202574604U,授权公告日为2012年05月07日,公开的一种压电喷水推进装置,其上盖和泵体固定连接,压电振子周边用上弹性橡胶圈、下弹性橡胶圈支撑,并与上盖形成泵腔,该上盖与泵体间有密封圈,泵体上设有入水口一和入水口二,在压电振子与两个入水口间设有阀腔,在入水口一和入水口二处分别固定连接伞形橡胶阀一和伞形橡胶阀二,两个入水口间开有出水喷口,出水喷口与外界直接相连。上述几种实现方式的压电喷水推进装置,其虽能在一定激励电信号作用下,通过流体的吸入与喷出过程实现装置的推进运动输出,但该实现方式的压电喷水推进装置存在驱动力小、功率密度低等技术问题,限制了其在微量喷射、军事探测、水下机器人等
的应用与发展。
技术实现思路
为了解决当前压电喷水推进装置存在驱动力小、功率密度低等技术问题,本专利技术公开了一种强力输出被动型喷水推进装置及其驱动方法。本专利技术所采用的技术方案是:所述强力输出被动型喷水推进装置由阀用叠堆、阀用金属基板、端盖、支撑橡胶圈、密封圈、腔体、阀用伞形阀、泵用伞形阀、紧固螺栓、泵用叠堆、放大膜片、夹紧块、泵用金属基板、前端盖和紧固螺钉组成。所述阀用叠堆一侧端部与阀用金属基板胶粘连接,另一侧端部与端盖内腔壁胶粘连接,所述阀用叠堆的通电导线通过端盖上的导线孔引出;所述阀用金属基板为金属弹性体结构,布置于阀腔的内阶梯圆环面上,且通过支撑橡胶圈夹持固定安装于端盖与腔体之间;所述端盖的水平侧面设置有内腔结构,所述端盖内腔壁上设置有导线孔结构,所述端盖的水平侧面还设置有圆环槽结构,所述端盖的水平侧面还设置有密封环形槽结构,所述端盖的水平侧面还设置有四个通孔结构,所述端盖的垂直侧面一侧设置有两个内螺纹孔结构,所述端盖的垂直侧面一侧还设置有密封环形槽结构,所述端盖垂直侧面一侧还设置有半圆形通孔结构,所述半圆形通孔的内侧面与腔体一侧面胶粘密封,所述半圆形通孔的端面与另一端盖半圆形通孔的端面胶粘密封。所述支撑橡胶圈与密封圈均为圆环结构弹性体。所述腔体设置有阀腔结构,所述腔体还设置有内阶梯圆环面结构,所述腔体还设置有圆环槽结构,所述腔体还设置有密封环形槽结构,所述腔体还设置有阀腔入水口结构,所述腔体还设置有泵腔入水口结构,所述腔体中阀腔入水口和泵腔入水口均设置有阀座结构,所述腔体还设置有漏斗状出水口结构,所述腔体中出水口内壁设置有疏水结构;所述泵用叠堆一侧端部与泵用金属基板胶粘连接,另一侧端部与前端盖内腔壁胶粘连接,所述泵用叠堆的通电导线通过前端盖上的导线孔引出。所述放大膜片为圆形弹性体结构,布置于夹紧块一侧端面的圆形槽内;所述夹紧块一侧端面中心位置设有通孔结构,所述夹紧块一侧端面还设置有圆形槽结构,所述夹紧块一侧端面还设置有密封环形槽结构,所述夹紧块另一侧端面设置有圆环槽结构,所述夹紧块另一侧端面还设置有密封环形槽结构,所述夹紧块另一侧端面四周还设置有四个通孔结构。所述泵用金属基板为金属弹性体结构,布置于前端盖的内阶梯圆环面上,且通过支撑橡胶圈夹持固定安装于前端盖与夹紧块之间,所述泵用金属基板的一侧端面与泵用叠堆胶粘连接。所述前端盖设置有内腔结构,所述前端盖内腔壁上设置有导线孔结构,所述前端盖一侧端面设置有内阶梯圆环面结构,所述前端盖一侧端面还设置有圆环槽结构,所述前端盖一侧端面还设置有密封环形槽结构,所述前端盖另一侧端面设置有四个沉头通孔结构。本专利技术的有益效果是:施加交流激励电信号于阀用叠堆与泵用叠堆,分别激发使其产生伸缩变形,致使阀腔和泵腔容积交替变化,完成流体的吸入与喷出,在喷水的反作用力下,实现装置的推进运动输出。本专利技术具有驱动力大、功率密度高等技术优势,在微量喷射、军事探测、水下机器人等
具有广阔的应用前景。附图说明图1所示为本专利技术提出的一种强力输出被动型喷水推进装置的剖视图;图2所示为本专利技术提出的一种强力输出被动型喷水推进装置的侧视图;图3所示为本专利技术提出的一种强力输出被动型喷水推进装置端盖的俯视图;图4所示为本专利技术提出的一种强力输出被动型喷水推进装置端盖的A-A向剖视图;图5所示为本专利技术提出的一种强力输出被动型喷水推进装置端盖的侧视图;图6所示为本专利技术提出的一种强力输出被动型喷水推进装置腔体的剖视图;图7所示为本专利技术提出的一种强力输出被动型喷水推进装置腔体中出水口疏水结构的局部放大图;图8所示为本专利技术提出的一种强力输出被动型喷水推进装置腔体的俯视图;图9所示为本专利技术提出的一种强力输出被动型喷水推进装置腔体的侧视图;图10所示为本专利技术提出的一种强力输出被动型喷水推进装置夹紧块的主视图;图11所示为本专利技术提出的一种强力输出被动型喷水推进装置夹紧块的B-B向剖视图;图12所示为本专利技术提出的一种强力输出被动型喷水推进装置前端盖的剖视图;图13所示为本专利技术提出的一种强力输出被动型喷水推进装置前端盖的主视图。具体实施方式具体实施方式一:结合图1~图13说明本实施方式。本实施方式提供了一种强力输出被动型喷水推进装置的具体实施方案。所述强力输出被动型喷水推进装置主要由阀用叠堆1、阀用金属基板2、端盖3、支撑橡胶圈4、密封圈5、腔体6、阀用伞形阀7、泵用伞形阀8、紧固螺栓9、泵用叠堆10、放大膜片11、夹紧块12、泵用金属基板13、前端盖14和紧固螺钉15组成。所述阀用叠堆1选用哈尔滨芯明天科技有限公司的型号为XP系列的低压叠堆压电陶瓷,其一侧端部通过环氧树脂胶粘贴于阀用金属基板2上,另一侧端部通过环氧树脂胶粘贴于端盖3的内腔壁3-1-1上,实现阀用压电叠堆1的紧固安装;所述本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种强力输出被动型喷水推进装置,由阀用叠堆(1)、阀用金属基板(2)、端盖(3)、支撑橡胶圈(4)、密封圈(5)、腔体(6)、阀用伞形阀(7)、泵用伞形阀(8)、紧固螺栓(9)、泵用叠堆(10)、放大膜片(11)、夹紧块(12)、泵用金属基板(13)、前端盖(14)和紧固螺钉(15)组成。

【技术特征摘要】
1.一种强力输出被动型喷水推进装置,由阀用叠堆(1)、阀用金属基板(2)、端盖(3)、支撑橡胶圈(4)、密封圈(5)、腔体(6)、阀用伞形阀(7)、泵用伞形阀(8)、紧固螺栓(9)、泵用叠堆(10)、放大膜片(11)、夹紧块(12)、泵用金属基板(13)、前端盖(14)和紧固螺钉(15)组成。
2.根据权利要求1所述的强力输出被动型喷水推进装置,其特征在于:所述端盖(3)水平侧面设置有内腔(3-1)结构,所述端盖(3)内腔壁(3-1-1)上设置有导线孔(3-2)结构,所述端盖(3)水平侧面还设置有圆环槽(3-3)结构,所述端盖(3)水平侧面还设置有密封环形槽(3-4)结构,所述端盖(3)水平侧面还设置有四个通孔(3-5)结构,所述端盖(3)垂直侧面一侧设置有两个内螺纹孔(3-6)结构,所述端盖(3)垂直侧面一侧还设置有密封环形槽(3-7)结构,所述端盖(3)垂直侧面一侧还设置有半圆形通孔(3-10)结构,所述半圆形通孔(3-10)内侧面(3-8)与腔体(6)一侧面胶粘密封,所述半圆形通孔(3-10)端面(3-9)与另一端盖(3)半圆形通孔(3-10)端面(3-9)胶粘密封。
3.根据权利要求1所述的强力输出被动型喷水推进装置,其特征在于:所述腔体(6)设置有阀腔(6-1)结构,所述腔体(6)还设置有内阶梯圆环面(6-2)结构,所述腔体(6)还设置有圆环槽(6-3)结构,所述腔体(6)还设置有密封环形槽(6-4)结构,所述腔体(6)还设置有阀腔入水口(6-5)结构,所述腔体(6)还设置有泵腔入水口(6-6)结构,所述腔体(6)中阀腔入水口(6-5)和泵腔入水口(6-6)均设置有阀座(6-7)结构,所述腔体(6)还设置有漏斗状出水口(6-8)结构,所述腔体(6)中出水口(6-8)内壁设置有疏水结构(6-8-1)。
4.根据权利要求1所述的强力输出被动型喷水推进装置,其特征在于:所述夹紧块(12)一侧端面中心位置设有通孔(12-1)结构,所述夹紧块(12)一侧端面还设置有圆形槽(12-2)结构,所述夹紧块(12)一侧端面还设置有密封环形槽(12-3)结构,所述夹紧块(12)另一侧端面设置有圆环槽(12-4)结构,所述夹紧块(12)另一侧端面还设置有密封环形槽(12-5)结构,所述夹紧块(12)另一侧端面四周还设置有四个通孔(12-6)结构。
5.根据权利要求1所述的强力输出被动型喷水推进装置,其特征在于:所述前端盖(14)设置有内腔(14-1)结构,所述前端盖(14)内腔壁(14-1-1)与泵用压电叠堆(10)胶粘连接,所述前端...

【专利技术属性】
技术研发人员:何丽鹏刘小勇陈栋姜大伟程光明
申请(专利权)人:长春工业大学
类型:发明
国别省市:吉林;22

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