一种压电泵振动基板结构及压电微泵制造技术

本发明专利技术公开了一种压电泵振动基板结构及压电微泵；该振动基板结构包括一体成型，并由边缘向中心依次排布的边缘固定部、第一弹性件、过渡连接圈、第二弹性件和中心振动部。过渡连接圈呈圆环状；过渡连接圈的外圆周边缘与边缘固定部的内圆周边缘间隔设置，并通过多个第一弹性件连接。过渡连接圈的内圆周边缘与中心振动部的外边缘间隔设置，并通过多个第二弹性件连接。本发明专利技术提供压电泵振动基板结构中设置有以过渡连接圈相连的内外两层圆弧弹性件，并将内外两层圆弧弹性件错开一定角度，使得过渡连接圈也参与到弹性变形中；从而显著提高了中心振动部的振动幅度，进而在几乎不影响压电微泵尺寸的情况下提高了压电微泵的输出流量。泵尺寸的情况下提高了压电微泵的输出流量。泵尺寸的情况下提高了压电微泵的输出流量。

【技术实现步骤摘要】
一种压电泵振动基板结构及压电微泵


[0001]本专利技术属于压电气体微泵
，具体涉及一种压电泵振动基板结构及压电微泵。

技术介绍

[0002]压电微泵在血压检测领域具有重要的应用前景。血压检测是医学诊断和健康监测中的重要环节，对于预防心血管疾病以及其他健康问题具有重要意义。研究者们在探索创新的压电微泵技术时面临多重挑战。首先是流量输出的限制，现有技术难以满足某些领域对高流量输送的需求。此外，能耗问题仍然存在，高驱动电压可能影响能效，而微泵的尺寸和稳定性问题也需要克服。实际应用中的环境适应性问题、成本效益问题、市场需求等问题需要认真对待。这些复杂问题需要跨学科的合作和深入研究，以推动压电微泵技术向前发展，实现在多个领域的实际应用。
[0003]现有的压电微泵的振动基板层上连接边缘固定部和中心振动部的弹性连接件结构单一，限制了中心振动部的振动幅度，使得微泵的整体性能受限，导致压电微泵的能量利用率下降。此外，现有的压电微泵结构需要在阻隔层与振动基板层之间需设置有缓冲片，用于避免振动基板层的振动中的加强层直接撞击刚性较高的阻隔层，导致损坏。而缓冲片会增加压电微泵的整体层数，使得压电微泵上的接缝增加，导致厚度增加，以及泄漏风险增加。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出了一种压电泵振动基板结构以及，能够实现大流量、更小型的压电微泵。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种压电泵振动基板结构，其包括一体成型，并由边缘向中心依次排布的边缘固定部、第一弹性件、过渡连接圈、第二弹性件和中心振动部。过渡连接圈呈圆环状；过渡连接圈的外圆周边缘与边缘固定部的内圆周边缘间隔设置，并通过多个第一弹性件连接。过渡连接圈的内圆周边缘与中心振动部的外边缘间隔设置，并通过多个第二弹性件连接。
[0006]所述的第一弹性件包括一体成型的第一连接段、第一变形段和第二连接段。第一变形段呈圆弧形；第一连接段、第二连接段分别设置在第一变形段两侧的相反端。第一连接段、第二连接段与边缘固定部、过渡连接圈分别连接。多个第一弹性段沿着过渡连接圈的周向均布。
[0007]所述的第二弹性件包括一体成型的第三连接段、第二变形段和第四连接段。第二变形段呈圆弧形；第三连接段、第四连接段分别设置在第二变形段两侧的相反端。第三连接段、第四连接段与过渡连接圈、中心振动部分别连接。多个第二弹性段沿着过渡连接圈的周向均布。
[0008]各第一弹性件的排布位置与各第二弹性段的排布位置相对于中心振动部5的周向
错开360
°
/2n角。
[0009]作为优选，所述的边缘固定部呈带有中心孔的片状结构。
[0010]作为优选，每个第一弹性件均对应过渡连接圈的55
°
～70
°
圆心角。每个第二弹性件均对应中心振动部的55
°
～70
°
圆心角。
[0011]作为优选，第一变形段与边缘固定部、过渡连接圈的间距相等。第二变形段与边缘固定部、过渡连接圈的间距相等。
[0012]作为优选，第一连接段和第二连接段的长度为6mm～8mm，厚度为0.2mm～0.4mm；第一变形段的厚度为0.4mm～0.6mm。第二连接段和第二连接段的长度为6mm～8mm，厚度为0.2mm～0.4mm；第二变形段的厚度为0.4mm～0.6mm。
[0013]作为优选，第一弹性件和第二弹性件的数量均为四个，但不限于四个，也可以是三个、五个甚至更多。
[0014]作为优选，过渡连接圈的宽度(内外半径之差)为0.6mm～1.2mm，厚度为0.2mm～0.4mm。
[0015]作为优选，中心振动部的其中一个侧面上粘接固定有压电振动片。压电振动片采用压电材料。
[0016]作为优选，该压电泵振动基板结构采用热膨胀系数为5μm/(m
·
k)～10μm/(m
·
k)，杨氏模量为190GPa～220GPa，维氏硬度为250HV～280HV的材料。
[0017]第二方面，本专利技术提供一种压电微泵，包括依次层叠的进流层、阻隔层、振动基板层、上供电层、壳体层。振动基板层采用前述的压电泵振动基板结构。进流层与阻隔层之间形成输入腔；阻隔层与振动基板层之间形成过渡腔；振动基板层与壳体层之间形成输出腔。阻隔层的中心位置设置有阶梯通孔。
[0018]所述阻隔层上的阶梯通孔呈两级阶梯孔状，包括靠近输入腔的第一孔段和靠近过渡腔的第二孔段。第一孔段与第二孔段的连接处形成阶梯面；该阶梯面与阻隔层朝向过渡腔的侧面之间形成片状弹性变形结构；该片状弹性变形结构的厚度为40μm～60μm。
[0019]作为优选，振动基板层的中心振动部朝向过渡腔的侧面上设置有加强层；加强层与阻隔层上的阶梯通孔对齐。阶梯通孔上第一孔段的直径小于加强层的直径。
[0020]本专利技术具有的有益效果是：
[0021]1、本专利技术提供压电泵振动基板结构中设置有以过渡连接圈相连的内外两层圆弧弹性件，从而显著提高了中心振动部的振动幅度，进而在几乎不影响压电微泵尺寸的情况下提高了压电微泵的输出流量。
[0022]2、本专利技术的内外两层圆弧弹性件错开一定角度，使得过渡连接圈也参与到弹性变形中，进一步提高中心振动部的振动幅度。
[0023]3、本专利技术通过在阻隔层上设置两级阶梯孔的方式，形成厚度仅40μm
‑
60μm的片状弹性变形结构；片状弹性变形结构能够呈现良好的弹性，代替现有压电微泵中缓冲层的作用，使得压电微泵的结构进一步紧凑化，减小了装配的繁琐，且降低压电微泵的渗漏风险。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例1的正面结构示意图。
[0025]图2为本专利技术实施例1的背面结构示意图。
[0026]图3为本专利技术实施例1在振动过程仿真图。
[0027]图4为本专利技术实施例1提供压电泵振动基板结构沿径向的振幅曲线图。
[0028]图5为本专利技术实施例2的剖面结构示意图。
[0029]图6为本专利技术实施例2的爆炸示意图。
[0030]图7为本专利技术实施例2的振幅流量示意图。
[0031]图8为使用现有结构1作为振动基板结构的压电微泵的振幅流量示意图。
[0032]图9为使用现有结构2作为振动基板结构的压电微泵的振幅流量示意图。
具体实施方式
[0033]以下结合附图对本专利技术第一实施方案作进一步说明。
[0034]实施例1
[0035]如图1和2所示，一种压电泵振动基板结构，包括一体成型，并由边缘向中心依次排布的边缘固定部1、第一弹性件2、过渡连接圈3、第二弹性件4和中心振动部5。边缘固定部1呈带有中心孔的片状结构；过渡连接圈3呈圆环状；过渡连接圈3的外圆周边缘与边缘固定部1的内圆周边缘间隔设置为1.5mm～2mm，并通过多个第一弹性件2连接。过渡连接圈3的内圆周边缘与中心振动部5的外边缘间隔设置1.5mm～2mm，并通过多个第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电泵振动基板结构，包括边缘固定部(1)、第一弹性件(2)和中心振动部(5)；其特征在于：还包括过渡连接圈(3)和第二弹性件(4)；过渡连接圈(3)呈圆环状；过渡连接圈(3)的外圆周边缘与边缘固定部(1)的内圆周边缘间隔设置，并通过多个第一弹性件(2)连接；过渡连接圈(3)的内圆周边缘与中心振动部(5)的外边缘间隔设置，并通过多个第二弹性件(4)连接；所述的第一弹性件(2)包括一体成型的第一连接段、第一变形段和第二连接段；第一变形段呈圆弧形；第一连接段、第二连接段分别设置在第一变形段两侧的相反端；第一连接段、第二连接段与边缘固定部(1)、过渡连接圈(3)分别连接；多个第一弹性段沿着过渡连接圈(3)的周向均布；所述的第二弹性件(4)包括一体成型的第三连接段、第二变形段和第四连接段；第二变形段呈圆弧形；第三连接段、第四连接段分别设置在第二变形段两侧的相反端；第三连接段、第四连接段与过渡连接圈(3)、中心振动部(5)分别连接；多个第二弹性段沿着过渡连接圈(3)的周向均布；各第一弹性件(2)的排布位置与各第二弹性段的排布位置相对于中心振动部5的周向错开360
°
/2n角。2.根据权利要求1所述的一种压电泵振动基板结构，其特征在于：所述的边缘固定部(1)呈带有中心孔的片状结构。3.根据权利要求1所述的一种压电泵振动基板结构，其特征在于：每个第一弹性件(2)均对应过渡连接圈(3)的55
°
～70
°
圆心角；每个第二弹性件(4)均对应中心振动部(5)的55
°
～70
°
圆心角。4.根据权利要求1所述的一种压电泵振动基板结构，其特征在于：第一变形段与边缘固定部(1)、过渡连接圈(3)的间距相等；第二变形段与边缘固定部(1)、过渡连接圈(3)的间距相等。5.根据权利要求1所述的一种压电泵振动基板结构，其特征在于：第一连接段和第二连接段的长度为6mm～8mm，厚度为0.2mm～0.4mm；第一变形段的厚度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：轩伟鹏，倪嘉锋，吕文成，李怡兴，董树荣，李文钧，孙玲玲，骆季奎，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：