[實用新型]一種壓電泵的擺動振子

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520470167.4
• 申請日: 2015-06-30
• 公開（公告）號: CN204704094U
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡笑奇;張蕊華;葉曉平
• 申請（專利權(quán)）人: 麗水學(xué)院
• 主分類號: F04B43/04
• 分類號: F04B43/04;H02N2/00
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務(wù)所有限公司 33214
• 代理人: 王鵬舉

技術(shù)領(lǐng)域

????本實用新型屬于流體機械領(lǐng)域，具體涉及一種仿生型無閥壓電泵泵用振子，特別涉及一種仿魚擺動振子。

背景技術(shù)

根據(jù)泵閥的有無將壓電泵分為有閥壓電泵和無閥壓電泵。有閥壓電泵的工作原理可簡要敘述為，壓電振子的往復(fù)振動引起泵腔容積的周期性變化，而容積的變化又引起泵腔內(nèi)壓力的變化，控制著泵閥的開啟和關(guān)閉。由于傳統(tǒng)有閥壓電泵壓電振子的振幅很小，限制了泵的流量和所能承受的背壓。中國專利申請CN101608611A提出了一種利用壓電疊堆驅(qū)動的大流量有閥壓電泵，但這種壓電泵仍然存在著泵閥響應(yīng)慢、泵閥頻繁開關(guān)存在摩擦磨損、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壽命低等問題。中國專利CN201010175866.8利用壓電疊堆的伸縮變形對擺動振子進行激勵，通過二階杠桿對擺動振子的振幅進行放大，在振子的端部粘貼柔性尾鰭形成流體驅(qū)動功能。美國專利20070090726A1將壓電材料和基體材料做成一體，通過壓電材料的伸縮效應(yīng)引起壓電材料的彎曲擺動，驅(qū)動流體（空氣）流動，形成風(fēng)扇效應(yīng)。美國專利US20090026881Al將傳感器集成于振子中，以便控制振動的幅度，獲得合適的風(fēng)量。美國專利US20150023819A1將三個壓電雙晶片并排放置，中間的壓電雙晶片和兩邊的擺動相位相反，以提高其驅(qū)動空氣的能力

中國專利CN201010175866.8利用壓電疊堆的伸縮變形驅(qū)動擺動振子振動，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于結(jié)構(gòu)的微小型化；美國專利20070090726A1、US20090026881Al、US20150023819A1利用壓電材料的伸縮變形轉(zhuǎn)換為彎曲變形而產(chǎn)生擺動，結(jié)構(gòu)簡單、易于微小型化，但存在如下問題：（一）振子都是采用一端固支的方式（如圖1所示），工作頻率較高，產(chǎn)生的噪音較大；（二）壓電材料的變形轉(zhuǎn)換為擺動振子擺動要經(jīng)過伸縮到彎曲變形的轉(zhuǎn)換（如圖2所示），轉(zhuǎn)換過程中有能量的損耗，降低了機電轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容

????本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種工作頻率低，端部擺動幅度大，泵送流體能力強的壓電泵的擺動振子

為實現(xiàn)本實用新型之目的，采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種壓電泵的擺動振子，包括有彈性的基體以及固定連接在基體上下表面的兩個壓電陶瓷片，所述基體垂直于連接壓電陶瓷片表面的方向上連接有固支件，且擺動振子的質(zhì)心位于固支件的軸線上；所述壓電陶瓷片的極化方向和電場方向相互垂直，且壓電陶瓷片的極化方向和電場方向均與固支件的軸線相垂直。

作為優(yōu)選方案：兩個所述壓電陶瓷片的極化方向與壓電陶瓷片的厚度方向垂直，且兩個壓電陶瓷片的極化方向相反；兩個壓電陶瓷片垂直于厚度方向的兩個相對表面為電場連接面，兩個壓電陶瓷片朝向基體的電場連接面與基體電連接。

作為優(yōu)選方案：所述的固支件為彈性的支撐桿。

作為另一種優(yōu)選方案：兩個所述壓電陶瓷片的極化方向與壓電陶瓷片的厚度方向相同，且兩個壓電陶瓷片的極化方向相同；兩個壓電陶瓷片平行于厚度方向的兩個相對表面為電場連接面。

作為優(yōu)選方案：所述的固支件為扭簧。

作為優(yōu)選方案：所述基體垂直于固支件的端部連接有柔性的尾鰭。

????與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型的有益效果是：通過觀察魚的游動行為可以發(fā)現(xiàn)，擺動幅度最小的部位是在其質(zhì)心處，因此本發(fā)明運用用仿生學(xué)原理，將固支件設(shè)置在擺動振子的質(zhì)心附近，在外部電場激勵的作用下，能夠獲得更大的端部擺幅，這樣可相應(yīng)地降低工作頻率，減小高頻振動噪聲；將外加電場方向和極化方向垂直配置，使壓電陶瓷片直接產(chǎn)生彎曲，替代現(xiàn)有技術(shù)中電場方向與極化方向相同時壓電陶瓷片經(jīng)過伸縮到彎曲變形的轉(zhuǎn)換，故相比現(xiàn)有技術(shù)的方案提高了能量轉(zhuǎn)換效率，提高了泵送流體的能力。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的擺動振子的固支方式示意圖。

圖2是現(xiàn)有技術(shù)擺動振子的壓電陶瓷片由伸縮變形向彎曲變形的轉(zhuǎn)換狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是魚類游動的狀態(tài)示意圖。

圖4利用壓電陶瓷D15效應(yīng)的擺動振子的接線方式示意圖。

圖5是實施例1擺動振子的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是實施例1擺動振子的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是圖6的左視圖。

圖8是實施例2擺動振子的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是實施例2擺動振子的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是圖9的左視圖。

圖11是實施例3擺動振子的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12是實施例3擺動振子的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13是圖12的左視圖。