一种蠕动式压电泵及其激励方法技术

本发明专利技术公开了一种蠕动式压电泵及其激励方法，蠕动式压电泵包括，包含压电振子

【技术实现步骤摘要】
一种蠕动式压电泵及其激励方法


[0001]本专利技术涉及流体输送装置和压电驱动
，尤其涉及一种蠕动式压电泵及其激励方法
。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展进步和产业技术的迭代升级，在航空航天
、
微机电系统
、
智能结构系统
、
生物医学
、
精细化工
、
医药研究等科研实践领域和生产实践领域中，对流体的高精度输送和分配需求日益彰显
。
传统的流体输送和分配系统往往体积庞大
、
结构复杂
、
且无法满足小流量高精度的流体输送需求
。
压电泵是一种利用压电材料的逆压电效应，将电能转化为流体驱动部件的机械能，进而将流体驱动部件的机械能转化为流体的动能的流体作动器，拥有集成度高
、
能量密度大
、
磁场兼容性高
、
响应快
、
精度高等优势，在航空航天设备
、
微机电系统
、
智能结构系统
、
生物医疗
、
化工等领域的应用前景可观
。
[0003]现有的压电泵主要可以分为有阀压电泵和无阀压电泵两种
。
无阀压电泵通过在流体进出口设置具有特殊形状和结构的流管使得流体沿不同方向流动时的阻力不一致，从而实现整体上流体单向输送，而这类压电泵存在的回流
、
进出口压差低等缺陷，且进出口直接联通无法实现进出口间的阻断，对其应用带来了较大的局限性
。
有阀压电电泵通过在流体进出口设置阀体来控制输送流体的流向，从而实现流体沿特定方向的输送，这类压电泵由于引入了阀体，带来了了结构复杂化
、
生产装配要求高
、
部件易疲劳损坏等缺陷，也导致了难以小型化和使用寿命受限等问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及到的缺陷，提供一种蠕动式压电泵及其激励方法
。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种蠕动式压电泵，包含压电振子
、
压板
、
驱动板
、
垫片
、
底座
、M
个螺栓和
M
个螺母，
M
为大于等于3的自然数；所述压电振子包含前梁
、
第一中梁
、
第二中梁
、
后梁
、
调节杆
、
第一弯振压电模块
、
纵振压电模块和第二弯振压电模块；所述前梁
、
第一中梁
、
第二中梁
、
后梁为截面形状相同的圆柱体，均竖直设置；所述调节杆为上端设有外螺纹的圆柱杆；所述前梁沿其轴线设有用于和所述调节杆上外螺纹相匹配的螺纹通孔，所述第一中梁
、
第二中梁沿其轴线设有供调节杆穿过的通孔；所述第一弯振压电模块
、
第二弯振压电模块均包含
2N
个呈圆环形的二分区压电陶瓷片，
N
为大于等于1的自然数，所述
2N
个二分区压电陶瓷片均沿厚度方向极化，依次层叠且分界线共面，同一个二分区压电陶瓷片内两个分区的极化方向相反，相邻二分区压电陶瓷片的极化方向相反；所述第一弯振压电模块中第一个二分区压电陶瓷片和第二弯振压电模块中第一个二分区压电陶瓷片的极化方向相反；
所述纵振压电模块包含
2N
个呈圆环形的单分区压电陶瓷片，所述
2N
个单分区压电陶瓷片依次层叠，均沿厚度方向极化，相邻单分区压电陶瓷片的极化方向相反；所述调节杆的下端和所述后梁的上端面同轴固连，上端依次穿过第二弯振压电模块
、
第二中梁
、
纵振压电模块
、
第一中梁
、
第一弯振压电模块后和所述前梁的螺纹通孔螺纹相连，将第一弯振压电模块
、
纵振压电模块
、
第二弯振压电模块夹紧；所述驱动板采用弹性薄板；所述底座水平设置，其上端面上设有用于和所述驱动板配合的凸起的工作平台；所述工作平台上设有贯穿底座的第一通孔
、
第二通孔；所述压板
、
垫片形状相同，均呈环状，内壁轮廓和工作平台形状相同，外壁轮廓和驱动板形状相同；所述压板
、
驱动板
、
垫片依次层叠在底座上，且压板
、
驱动板
、
垫片
、
底座上对应均匀设有
M
个通孔；所述
M
个螺栓一一对应穿过压板
、
驱动板
、
垫片
、
底座上的
M
个通孔后和
M
个螺母一一对应相连，使得垫片套在工作平台外
、
驱动板和工作平台贴合密闭；所述后梁的下端面和所述驱动板的上端面固连，后梁位于第一通孔
、
第二通孔之间；所述第一通孔
、
第二通孔的远离驱动板的一端分别作为蠕动式压电泵第一进出口
、
第二进出口，所述压电振子用于激励驱动板形变进而使得被泵流体由蠕动式压电泵的第一进出口流向第二进出口或由蠕动式压电泵的第二进出口流向第一进出口
。
[0006]作为本专利技术一种蠕动式压电泵进一步的优化方案，
N
取2，
M
取
8。
[0007]作为本专利技术一种蠕动式压电泵进一步的优化方案，所述后梁的轴线穿过驱动板的形心
。
[0008]作为本专利技术一种蠕动式压电泵进一步的优化方案，所述第一通孔
、
第二通孔和驱动板之间均设有环形密封片，以确保第一通孔
、
第二通孔和驱动板贴合时密闭
。
[0009]本专利技术还公开了一种该蠕动式压电泵的激励方法，包含以下步骤：令第一通孔靠近驱动板一端的中心指向第二通孔靠近驱动板一端的中心为
Y
轴正方向，沿后梁的轴线由下往上为
Z
轴的正方向；纵振压电模块中，将第
2i
‑1个单分区压电陶瓷片的上端面和第
2N
个单分区压电陶瓷片的下端面接地，并对第
2i
个单分区压电陶瓷片的上端面输入第一信号作为一阶纵向振动模态激励信号，
i
为大于等于1且小于等于
N
的自然数；第一
、
第二弯振压电模块中，将第
2i
‑1个二分区压电陶瓷片的上端面和第
2N
个二分区压电陶瓷片的下端面接地，并对第
2i
个二分区压电陶瓷片的上端面输入第二信号作为二阶弯曲振动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种蠕动式压电泵，其特征在于，包含压电振子
、
压板
、
驱动板
、
垫片
、
底座
、M
个螺栓和
M
个螺母，
M
为大于等于3的自然数；所述压电振子包含前梁
、
第一中梁
、
第二中梁
、
后梁
、
调节杆
、
第一弯振压电模块
、
纵振压电模块和第二弯振压电模块；所述前梁
、
第一中梁
、
第二中梁
、
后梁为截面形状相同的圆柱体，均竖直设置；所述调节杆为上端设有外螺纹的圆柱杆；所述前梁沿其轴线设有用于和所述调节杆上外螺纹相匹配的螺纹通孔，所述第一中梁
、
第二中梁沿其轴线设有供调节杆穿过的通孔；所述第一弯振压电模块
、
第二弯振压电模块均包含
2N
个呈圆环形的二分区压电陶瓷片，
N
为大于等于1的自然数，所述
2N
个二分区压电陶瓷片均沿厚度方向极化，依次层叠且分界线共面，同一个二分区压电陶瓷片内两个分区的极化方向相反，相邻二分区压电陶瓷片的极化方向相反；所述第一弯振压电模块中第一个二分区压电陶瓷片和第二弯振压电模块中第一个二分区压电陶瓷片的极化方向相反；所述纵振压电模块包含
2N
个呈圆环形的单分区压电陶瓷片，所述
2N
个单分区压电陶瓷片依次层叠，均沿厚度方向极化，相邻单分区压电陶瓷片的极化方向相反；所述调节杆的下端和所述后梁的上端面同轴固连，上端依次穿过第二弯振压电模块
、
第二中梁
、
纵振压电模块
、
第一中梁
、
第一弯振压电模块后和所述前梁的螺纹通孔螺纹相连，将第一弯振压电模块
、
纵振压电模块
、
第二弯振压电模块夹紧；所述驱动板采用弹性薄板；所述底座水平设置，其上端面上设有用于和所述驱动板配合的凸起的工作平台；所述工作平台上设有贯穿底座的第一通孔
、
第二通孔；所述压板
、
垫片形状相同，均呈环状，内壁轮廓和工作平台形状相同，外壁轮廓和驱动板形状相同；所述压板
、
驱动板
、
垫片依次层叠在底座上，且压板
、
驱动板
、
垫片
、
底座上对应均匀设有
M
个通孔；所述
M
个螺栓一一对应穿过压板
、
驱动板
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩锟，潘志泳，王亮，金家楣，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：