[發明專利]壓電驅動的蓄氣裝置

有效

• 申請號: 201410104036.4
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN103836332A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 彭云峰;林桂丹;胡陳林;姜濤;郭隱彪
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: F17C5/06
• 分類號: F17C5/06;F15B3/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 劉勇

技術領域

本發明涉及一種氣體支承裝置，尤其是涉及一種壓電驅動的蓄氣裝置。

背景技術

傳統的氣體支承裝置需要特制的供氣裝置與壓縮機，不僅體積龐大、結構復雜，而且功耗大、不環保、不利于小型化。

壓電陶瓷(PZT)作為驅動器具有響應速度快、頻響范圍寬、精確度高、密實度大、有良好的線性關系等優點而成為新型驅動材料發展的熱點。可廣泛應用于結構的形狀控制、抑制振動及降低噪聲等方面。近年來，眾多學者致力于用PZT作為驅動器和傳感器對結構進行振動控制。（參見文獻：Song?G,Mo?Y?L,Otero?K.Health?monitoring?and?rehabilitation?of?a?concrete?structure?using?intelligent?materials[J].Smart?Mater?Struct,2006,15(2):309～314；閻石，王秋婧，梁麗娉等.一種粘貼式壓電陶瓷驅動器力學模型[J].沈陽建筑大學學報，2011,27(5):846～851）

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、體積小、耗能小、經濟環保，可單獨作為蓄氣裝置或集成于氣浮裝置中的基于壓力驅動的蓄氣裝置。

本發明設有氣體壓縮腔體、上柔性鉸鏈振動體、下柔性鉸鏈振動體、壓電陶瓷陣列、儲氣腔體、壓力傳感器、輸氣管、控制器和電源；

氣體壓縮腔體設有進氣口和出氣口，上柔性鉸鏈振動體和下柔性鉸鏈振動體設于氣體壓縮腔體內，上柔性鉸鏈振動體與下柔性鉸鏈振動體面對且留有間距，壓電陶瓷陣列設有至少2塊壓電陶瓷板，各壓電陶瓷板穿過上柔性鉸鏈振動體和下柔性鉸鏈振動體且與上柔性鉸鏈振動體和下柔性鉸鏈振動體過盈配合，各壓電陶瓷板均與電源連接，儲氣腔體設有進氣口，儲氣腔體通過輸氣管與氣體壓縮腔體連通，壓力傳感器設于儲氣腔體內，壓力傳感器信號輸出端接控制器信號輸入端，控制器控制信號輸出端接電源輸入端。

所述進氣口的形狀可為長條狀矩形進氣口。

所述上柔性鉸鏈振動體與下柔性鉸鏈振動體相同，上柔性鉸鏈振動體與下柔性鉸鏈振動體之間的間距大于上柔性鉸鏈振動體或下柔性鉸鏈振動體的振幅的2倍。

所述控制器可采用單片機。

所述各壓電陶瓷板最好相互平行。

所述上柔性鉸鏈振動體與下柔性鉸鏈振動體最好平行面對。

與現有技術比較，本發明的有益效果如下：

本發明采用壓電陶瓷（PZT）陣列驅動上柔性鉸鏈振動體和下柔性鉸鏈振動體，通過控制器控制可產生相位相差π的正弦振動，這樣，氣體壓縮腔體內的空氣會被壓縮，所產生的壓縮氣體進入儲氣腔體，在儲氣腔體內可儲存一定壓力的壓縮氣體，使儲氣腔體作為氣體支承裝置。儲氣腔體的氣體壓力可通過事先設定，并經控制器自動控制而實現。工作時，通過壓力傳感器采集儲氣腔體內的壓力信號，接著將壓力信號傳輸至控制器進行分析處理，若儲氣腔體內的壓力值小于設定值（可根據需要自行設置），則控制器發出指令控制電源輸出電流，然后利用壓電陶瓷（PZT）陣列驅動上柔性鉸鏈振動體和下柔性鉸鏈振動體產生相位相差π的正弦振動，最終將氣體壓入儲氣腔體。本發明所述壓電驅動的蓄氣裝置可單獨作為蓄氣裝置，也可集成于氣浮裝置中。

由此可見，本發明無需特制的供氣裝置與壓縮機，具有結構簡單、體積小、使用便利、耗能小、經濟環保等突出優點。

附圖說明

圖1為本發明實施例的結構示意圖。

具體實施方式

參見圖1，本實施例設有氣體壓縮腔體11、上柔性鉸鏈振動體4、下柔性鉸鏈振動體6、壓電陶瓷陣列7、儲氣腔體10、壓力傳感器1、輸氣管9、控制器2和電源3；

所述氣體壓縮腔體11側壁設有長條狀矩形進氣口5和出氣孔8，上柔性鉸鏈振動體4和下柔性鉸鏈振動體6設于氣體壓縮腔體11內，上柔性鉸鏈振動體4與下柔性鉸鏈振動體6平行面對且留有間距，壓電陶瓷陣列7設有2塊相互平行的壓電陶瓷板。各壓電陶瓷板穿過上柔性鉸鏈振動體4和下柔性鉸鏈振動體6且與上柔性鉸鏈振動體4和下柔性鉸鏈振動體6過盈配合，各壓電陶瓷板均與電源連接，儲氣腔體10設有進氣口，儲氣腔體10通過輸氣管9與氣體壓縮腔體11連通，壓力傳感器1設于儲氣腔體10內，壓力傳感器1信號輸出端接控制器2信號輸入端，控制器2控制信號輸出端接電源3輸入端。

所述上柔性鉸鏈振動體4與下柔性鉸鏈振動體6之間的間距略大于上柔性鉸鏈振動體4或下柔性鉸鏈振動體6的振幅的2倍。所述控制器2采用計算機。