[發(fā)明專利]一種基于螺旋流管無閥壓電泵的陀螺

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110168103.5
• 申請(qǐng)日: 2011-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN102338636A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫長(zhǎng)輝機(jī)電科技有限公司
• 主分類號(hào): G01C19/56
• 分類號(hào): G01C19/56;F04B43/04
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種陀螺，尤其涉及一種基于無閥壓電泵的陀螺。

背景技術(shù)

陀螺的原意為高速旋轉(zhuǎn)的剛體，而現(xiàn)在一般將能夠測(cè)量相對(duì)慣性空間的角速度和角位移的裝置稱為陀螺。由于陀螺具有自主導(dǎo)航能力的特性，所以自問世以來，就引起人們極大關(guān)注，一直是各國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)之一。陀螺儀器不僅可以作為指示儀表，而更重要的是它可以作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)敏感元件，即可作為信號(hào)傳感器。根據(jù)需要，陀螺儀能提供準(zhǔn)確的方位、水平等信號(hào)，以便駕駛員或用自動(dòng)導(dǎo)航儀來控制飛機(jī)、艦船或航天飛機(jī)等航行體按一定的航線飛行，而在導(dǎo)彈、衛(wèi)星運(yùn)載器或空間探測(cè)火箭等航行體的導(dǎo)航中，則直接利用這些信號(hào)完成航行體的姿態(tài)控制。作為穩(wěn)定器，陀螺儀器能使列車在單軌上行駛，能減小船舶在風(fēng)浪中的搖擺，能使安裝在飛機(jī)或衛(wèi)星上的照相機(jī)相對(duì)地面穩(wěn)定等等。作為精密測(cè)試儀器，陀螺儀能夠?yàn)榈孛嬖O(shè)施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探以及導(dǎo)彈發(fā)射等提供準(zhǔn)確的方位基準(zhǔn)。由此可見，陀螺技術(shù)的應(yīng)用范圍是相當(dāng)廣泛的，它在現(xiàn)代化的國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中均占重要的地位。

雖然陀螺的誕生至今已有100多年的歷史，但目前由于受到成本、技術(shù)等因素的限制，陀螺儀大多應(yīng)用于艦艇、導(dǎo)彈、飛機(jī)等大型高性能的導(dǎo)航與制導(dǎo)系統(tǒng)，用在民用運(yùn)載工具方面的應(yīng)用卻很少，因此，發(fā)明制作一種技術(shù)簡(jiǎn)單、成本低廉、可以大量應(yīng)用在民用運(yùn)載工具上的陀螺儀是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種加工制作簡(jiǎn)單，成本低廉，并具有較好精度的基于螺旋流管無閥壓電泵的陀螺。克服了現(xiàn)有的陀螺技術(shù)復(fù)雜、成本高、不能大量應(yīng)用在民用運(yùn)載工具上的缺點(diǎn)。

技術(shù)方案

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明涉及的基于螺旋流管無閥壓電泵的陀螺包括由上蓋和下蓋密封組成的泵體，泵體內(nèi)設(shè)有容納有壓電振子的泵腔，還包括一圓柱體，所述的圓柱體底端固設(shè)在上蓋的上面，所述的圓柱體側(cè)面刻有圍繞圓柱體的螺旋流管槽，圓柱體外套一圓管，該圓管與圓柱體之間為過盈配合，圓管頂端設(shè)有端蓋，端蓋與圓柱體之間留有間隙，端蓋、圓管和上蓋將圓柱體進(jìn)行密封，從而使圓管覆蓋在螺旋流管槽的開口上形成螺旋流管；所述的圓柱體中心處設(shè)有連通所述間隙和上蓋上通孔的第一直流管，所述通孔與泵腔連通；所述圓柱體還設(shè)有與第一直流管連通的第二直流管；螺旋流管槽一端與間隙連通，另一端通過上蓋上的直流管與泵腔連通；圓柱體頂端固定有一壓電薄膜傳感器，所述壓電薄膜傳感器固定安裝在間隙和第一直流管之間，將第一直流管與間隙隔開而不連通，從而形成壓電泵的兩個(gè)流道；所述的壓電薄膜傳感器通過端蓋上的小通孔向外界引出導(dǎo)線，并且導(dǎo)線引出后要將微小通孔密封；端蓋上設(shè)有與間隙連通的第一導(dǎo)管，該第一導(dǎo)管作為流體的一個(gè)進(jìn)出口，第二直流管與第二導(dǎo)管相連通，該第二導(dǎo)管作為流體的另一個(gè)進(jìn)出口，兩導(dǎo)管開口端設(shè)置成與圓柱體的軸線平行。

所述的螺旋流管槽下端通過其上的一過渡槽與上蓋上的連直流管相連通，使該螺旋流管槽與泵腔的平緩連通。

一般地，第一直流管處于圓柱體的中心，且與泵體上蓋相垂直，第二直流管又與第一直流管相互垂直；第二直流管的軸線應(yīng)當(dāng)位于螺旋流管槽相鄰的兩段流槽之間，而從圓柱體內(nèi)延伸至外部。

上蓋上設(shè)有定位螺孔和圓形凹坑，圓柱體的底面上設(shè)有與所述的定位螺孔位置相對(duì)應(yīng)的螺紋孔，定位螺孔與螺紋孔相配合將圓柱體固定在圓形凹坑內(nèi)。

為了安裝第二導(dǎo)管，圓管上與第二直流管開口相對(duì)應(yīng)的位置有一圓形開孔，該圓形開孔使得第二直流管從圓柱體內(nèi)部延伸至外部。

第一導(dǎo)管通過端蓋上的圓形通孔與間隙連通，端蓋上設(shè)有一微孔，壓電薄膜傳感器延伸出的導(dǎo)線從該微孔中穿出。

為便于加工，所述的螺旋流管槽截面呈矩形。

本技術(shù)方案的基于螺旋流管無閥壓電泵的陀螺，其主要組成部分為一螺旋流管無閥壓電泵，是利用圓柱形螺旋流管，依靠科氏力實(shí)現(xiàn)單向流動(dòng)的容積型無閥壓電泵。該泵的工作原理為：把壓電陶瓷片和金屬片作為兩極，向壓電振子施加交流電壓，壓電振子在逆壓電效應(yīng)下產(chǎn)生軸向振動(dòng)，引起泵腔容積變化，驅(qū)動(dòng)流體沿螺旋流管、直流管往返流動(dòng)；流體在沿螺旋流道往返流動(dòng)的時(shí)候，由于受到地球自轉(zhuǎn)、泵體受擾動(dòng)而產(chǎn)生角速度的影響以及流體自身沿螺旋流管運(yùn)動(dòng)，都會(huì)產(chǎn)生科氏力，對(duì)沿逆時(shí)針和順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的流體產(chǎn)生不同作用，從而使流體在通過螺旋流槽的往返方向上流動(dòng)受到的阻力不同，使得整個(gè)周期內(nèi)會(huì)有凈流量從泵腔流入和流出，當(dāng)壓電振子連續(xù)振動(dòng)時(shí)，流體在宏觀上就會(huì)表現(xiàn)為單向流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)泵的功能。