利用流体系统和致动器的装置制造方法及图纸

流体系统在各种消费装置的应用通常会利用数毫米到一厘米左右的流体结构，这些结构在微流体和宏流体的常见流体领域之间。对于这些装置来说，功耗、便携性、电池操作等是这些流体系统的设计和实施中的重要因素。然而，需要开发用于电磁驱动高效泵、阀门、开关、电容器等的流体装置结构的必要范围，以提供所需的功能并满足用户对利用这些流体系统的消费装置的功能、可变性、成本、以及寿命、可靠性、可制造性等方面的期望。

A device that utilizes fluid systems and actuators

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用流体系统和致动器的装置
本专利技术涉及一种与振动和非振动功能及运动结合利用流体控制的装置。
技术介绍
在现有技术中，流体技术主要是利用微流体装置和宏流体装置在尺寸范围的两端实现的。微流体装置通常利用毛细管作用来产生流体，以利用微米尺寸的通道结构操控生物样品等。宏流体装置利用用于多种系统(例如液压系统、压缩空气系统等)的各种泵，在这些系统中，流体结构的尺寸范围为直径一厘米以上。在这些系统中，阀门、泵等由电源供电。但是，将流体系统应用于各种消费装置通常要利用数毫米到一厘米的流体结构，在这种流体结构中，功耗、便携性、电池操作等在这些流体系统的设计和实现中成为重要因素。因此，需要提供效率高、功率尺寸比大、成本低、运动部件数量有限或比较简单的泵、阀门和致动器。微观尺度与宏观尺度之间的这种流体方案在很大程度上被忽略了。因此，本专利技术人开发了用于电磁驱动的高效泵、阀门、开关、电容等的一系列流体装置结构，以设计和实现一系列基于流体的消费装置。由于这种致动器、流体系统和装置的发展，本专利技术人开发了新的附加设计和设计特征，使流体装置能够满足用户对功能性、可变性、成本、以及寿命、可靠性、可制造性等方面的期望。通过结合附图阅读下文中对本专利技术的特定实施例的说明，本专利技术的其他方面和特征对于本领域普通技术人员将变得显而易见。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是减轻现有技术中对与振动和非振动功能及运动结合利用流体控制的装置的限制。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种装置，该装置包括：<br>流体电机，该流体电机联接至储存器，用于将流体从负压侧泵送至正压侧；多个流体致动器之中的至少一个，该流体致动器通过第一阀门联接至流体电机的正压侧，并通过第二阀门联接至流体电机的负压侧；提供机械结构的支架，该机械结构实现以下中的至少一者：容纳流体电机以及附接至流体电机；和周围的外套，该外套形成性刺激装置的外表面；其中朝向外套布置的支架的外表面包括一个或多个与流体泵的负压侧流体联接的表面结构，从而漏入支架与外套之间的区域内的任何流体都被联接回到储存器。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种装置，该装置包括：提供机械结构的支架，该机械结构包括彼此独立地制造并组装以形成支架的多个部分；其中所述多个部分结合起来，以在支架内限定多个流体通道；并且所述多个流体通道之中的每个流体通道在支架的第一端具有至少一个入口端口，在支架上具有至少一个出口端口，并且遮盖支架的横截面的预定部分。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种装置，该装置包括：电磁泵，该电磁泵用于将流体从储存器泵送至所述装置内的一个或多个致动器，或者从一个或多个致动器泵送至储存器；其中所述储存器由电磁泵和支架周围的区域限定，使得布置在支架上的柔性外套的第一预定部分在电磁泵的操作下由支架支撑，并且柔性外套的第二预定部分在电磁泵的操作下可在由支架限定的表面的上方和下方之中的至少一个位置变形。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种装置，该装置包括：布置在主体内的多个电磁驱动阀，该电磁驱动阀包括：活塞；绕线筒，活塞在该绕线筒内滑动，用于驱动电磁驱动阀的一个或多个电磁线圈围绕该绕线筒布置；布置在绕线筒的一端的第一柔性垫圈，该第一柔性垫圈包括一对开口，以形成一对阀门之中的第一阀门，从而当活塞处于第一柔性垫圈附近时，第一阀门关闭，当活塞不处于第一柔性垫圈附近时，第一阀门打开；布置在所述多个电磁驱动阀之中的每一个电磁驱动阀的第一柔性垫圈附近的第一歧管，该第一歧管包括联接至所述一对开口之中的第一开口的入口和联接至所述一对开口之中的第二开口的出口；第一歧管的入口联接至电磁驱动泵的一侧；并且第一歧管的出口分别联接至形成所述装置的预定部分的流体通道。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种装置，该装置包括：布置在主体内的第一多个电磁驱动阀，该电磁驱动阀包括：活塞；绕线筒，活塞在该绕线筒内滑动，用于驱动电磁驱动阀的一个或多个电磁线圈围绕该绕线筒布置；布置在绕线筒的一端的第一柔性垫圈，该第一柔性垫圈包括一对开口，以形成一对阀门之中的第一阀门，从而当活塞处于第一柔性垫圈附近时，第一阀门关闭，当活塞不处于第一柔性垫圈附近时，第一阀门打开；从电磁驱动泵的一侧接收流体的第一储存器，该电磁驱动泵联接至所述多个电磁驱动阀之中的每个电磁驱动阀的一对开口之中的第一开口；多个致动器，每个致动器联接至所述多个电磁驱动阀的一个预定子集中的每个电磁驱动阀的一对开口之中的第二开口。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种装置，该装置包括：提供弹性机械结构的支架，该弹性机械结构包括在支架内限定多个流体通道的多个部分；并且所述多个流体通道之中的每个流体通道在支架的第一端具有至少一个入口端口，在支架上具有至少一个出口端口，并且遮盖支架的横截面的预定部分。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种装置，该装置包括：中心体，该中心体包括至少一个管，用于将来自中心体的联接至外部流体回路的入口端口的流体联接至中心体内的一个或多个出口端口；围绕中心体布置的外壳，该外壳由第一预定材料形成，该第一预定材料具有第一预定杨氏模量，并且沿着中心体的预定轴线具有第一尺寸；多个元件，每个元件布置在外壳内的预定位置，并由第二预定材料形成，该第二预定材料具有第二预定杨氏模量，并且沿着中心体的预定轴线具有大于第一尺寸的第二尺寸；其中在外壳与中心体之间没有流体，外壳沿着中心体的预定轴线的尺寸等于第一尺寸；并且对于低于第一预定值的流体压力，所述外壳沿着中心体的预定轴线的尺寸在第一尺寸与第二尺寸之间；并且对于高于第一预定值的流体压力，所述外壳沿着中心体的预定轴线的尺寸等于第二尺寸。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种装置，该装置包括：中心体，该中心体包括至少一个管，用于将来自中心体的联接至外部流体回路的入口端口的流体联接至中心体内的一个或多个出口端口；围绕中心体布置的外壳，该外壳由第一预定材料形成，该第一预定材料具有第一预定杨氏模量，并且沿着中心体的预定轴线具有第一尺寸；多个元件，每个元件布置在外壳内的预定位置，并由第二预定材料形成，该第二预定材料具有第二预定杨氏模量，并且沿着中心体的预定轴线具有大于第一尺寸的第二尺寸；其中在外壳与中心体之间没有流体，外壳沿着中心体的预定轴线的尺寸等于第一尺寸；并且对于低于第一预定值的流体压力，所述外壳沿着中心体的预定轴线的尺寸在第一尺寸与第二尺寸之间，并且每个元件沿着中心体的预定轴线的尺寸等于第二尺寸；对于在第一预定值与第二预定值之间的流体压力，所述外壳沿着中心体的预定轴线的尺寸大于第二尺寸，并且每个元件沿着中心体的预定轴线的尺寸大于第二尺寸；并且对于高于第二预定值的流体压力，所述外壳具有根据第二尺寸、第二杨氏模量、以及流体在外壳上施加的力确定的恒定尺寸。根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：/n流体电机，联接至储存器，用于将流体从负压侧泵送至正压侧；/n多个流体致动器之中的至少一个流体致动器，经由第一阀门联接至所述流体电机的所述正压侧，并经由第二阀门联接至所述流体电机的所述负压侧；/n支架，提供机械结构，所述机械结构实现以下中的至少一者：容纳所述流体电机以及附接至所述流体电机；和/n周围的外套，形成所述装置的外表面；其中/n朝向所述外套布置的所述支架的外表面包括与所述流体泵的所述负压侧流体联接的一个或多个表面结构，使得漏入所述支架与所述外套之间的区域内的任何流体都被联接回到所述储存器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170907 US 62/5551581.一种装置，包括：
流体电机，联接至储存器，用于将流体从负压侧泵送至正压侧；
多个流体致动器之中的至少一个流体致动器，经由第一阀门联接至所述流体电机的所述正压侧，并经由第二阀门联接至所述流体电机的所述负压侧；
支架，提供机械结构，所述机械结构实现以下中的至少一者：容纳所述流体电机以及附接至所述流体电机；和
周围的外套，形成所述装置的外表面；其中
朝向所述外套布置的所述支架的外表面包括与所述流体泵的所述负压侧流体联接的一个或多个表面结构，使得漏入所述支架与所述外套之间的区域内的任何流体都被联接回到所述储存器。


2.一种装置，包括：
支架，提供机械结构，所述机械结构包括彼此独立地制造并组装以形成所述支架的多个段；其中
所述多个段结合起来，以在所述支架内限定多个流体通道；并且
所述多个流体通道之中的每个流体通道在所述支架的第一端具有至少一个入口端口，在所述支架上具有至少一个出口端口，并且遮盖所述支架的横截面的预定部分。


3.根据权利要求2所述的装置，还包括：
由预定材料形成的多个球囊，所述多个球囊之中的每个球囊具有预定的几何形状，并联接至所述多个流体通道之中的预定流体通道上的预定出口端口。


4.根据权利要求2所述的装置，其中：
每个流体通道联接至致动器，所述致动器包括：
第一配置，包括：
插入到每个出口端口中的接头，所述接头具有邻接在所述出口端口周围的所述支架的内表面的第一预定部分、邻接在所述出口周围的所述支架的外表面的第二预定部分、以及通孔；和
附接至所述接头的球囊，所述球囊有与所述通孔对准的开口；
或者第二配置，包括：
布置在所述支架上的盖子的预定部分；
第一刚性构件，所述第一刚性构件在所述支架的周围相对于与所述流体通道相关联的所述出口端口朝向所述支架的第一端布置在第一预定位置；
第二刚性构件，所述第二刚性构件在所述支架的周围相对于与所述流体通道相关联的所述出口端口朝向所述支架的第二端布置在第二预定位置。


5.一种装置，包括：
电磁泵，用于将流体从储存器泵送至所述装置内的一个或多个致动器，或者从一个或多个致动器泵送至储存器；其中
所述储存器由所述电磁泵和支架周围的区域限定，使得布置在所述支架上的柔性外套的第一预定部分在所述电磁泵的操作下由所述支架支撑，并且所述柔性外套的第二预定部分在所述电磁泵的所述操作下能够在由所述支架限定的表面的上方和下方之中的至少一个位置变形。


6.根据权利要求5所述的装置，其中：
所述柔性外套的所述第二预定部分用作流体电容器，使得所述电磁泵从所述流体电容器抽取流体或向所述流体电容器泵送流体，而不是至少包括泵和储存器的整个闭合流体回路。


7.一种装置，包括：
布置在主体内的多个电磁驱动阀，包括：
活塞；
绕线筒，所述活塞在所述绕线筒内滑动，用于驱动所述电磁驱动阀的一个或多个电磁线圈围绕所述绕线筒布置；
布置在所述绕线筒的一端的第一柔性垫圈，包括一对开口以形成一对阀门之中的第一阀门，使得当所述活塞处于所述第一柔性垫圈附近时所述第一阀门关闭，且当所述活塞不处于所述第一柔性垫圈附近时所述第一阀门打开；
第一歧管，布置在所述多个电磁驱动阀之中的每一个电磁驱动阀的所述第一柔性垫圈附近，所述第一歧管包括联接至所述一对开口之中的第一开口的入口和联接至所述一对开口之中的第二开口的出口；
所述第一歧管的所述入口联接至所述电磁驱动泵的一侧；
所述第一歧管的所述出口每个均联接至形成所述装置的预定部分的流体通道。


8.根据权利要求7所述的装置，其中：
所述多个电磁驱动阀之中的每个电磁驱动阀还包括布置在所述绕线筒的第二远端的第二柔性垫圈，所述第二柔性垫圈包括一对开口以形成所述一对阀门之中的第二阀门，使得当所述活塞处于所述第二柔性垫圈附近时所述第二阀门关闭，且当所述活塞不处于所述第二柔性垫圈附近时所述第二阀门打开；
第二歧管布置在所述多个电磁驱动阀之中的每一个电磁驱动阀的所述第二柔性垫圈附近，所述第二歧管包括联接至所述一对开口之中的第一开口的入口和联接至所述一对开口之中的第二开口的出口；
所述第二歧管的所述出口联接至所述电磁驱动泵的另一侧；并且
所述第二歧管的所述入口每个均联接至形成所述装置的预定部分的流体通道。


9.根据权利要求8所述的装置，其中：
通过将所述第一歧管内的联接至所述第一歧管的出口的第一结构合并至所述第一歧管内的经由穿过所述主体的通道联接至所述第二歧管的入口的第二结构以及所述第二歧管内的第三结构，所述第一歧管的所述出口和所述第二歧管的所述入口每个均联接至与所述流体通道联接的公共端口。


10.根据权利要求7所述的装置，其中：
所述第一歧管的所述入口全部联接至公共入口。


11.根据权利要求7所述的装置，其中：
每个电磁驱动阀还包括布置在其周围的磁屏蔽层，以减少与其他电磁驱动阀的电磁互耦。


12.根据权利要求7所述的装置，其中：
所述多个第一垫圈是横跨所述主体布置的单个垫圈。


13.根据权利要求8所述的装置，其中：
具有以下特征中的至少一者：
所述多个第一垫圈是横跨所述主体布置的单个垫圈；和
所述多个第二垫圈是横跨所述主体布置的单个垫圈。


14.根据权利要求7所述的装置，其中：
所述第一垫圈包括布置在所述主体附近的第一区域和限定伸入到所述主体的开口和所述绕线筒的开口之中的至少一者中的所述一对开口的第二区域；并且
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯·穆里森，迪兰·卡尔森，
申请(专利权)人：布鲁斯·穆里森，迪兰·卡尔森，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA