[發明專利]一種縱扭復合的壓電振動盤及方法和應用

有效

• 申請號: 201711188095.4
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN108058962B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 張小鳳;李永杰;史菁堯;張光斌
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: B65G27/24
• 分類號: B65G27/24;B65G27/32;B65G27/02
• 代理公司: 西安佩騰特知識產權代理事務所(普通合伙) 61226
• 代理人: 曹宇飛

1.一種縱扭復合的壓電振動盤，其特征在于，包括壓電陶瓷堆(2)，開槽圓管(3)和質量塊底座(1)，所述開槽圓管(3)和壓電陶瓷堆(2)、質量塊底座(1)依次設置，所述開槽圓管(3)的軸線沿著壓電陶瓷堆(2)的縱向極化方向延伸；

所述開槽圓管(3)是在圓管的管壁上沿周向開設有2條相互平行的螺旋通槽，所述開槽圓管(3)的2個螺旋通槽的起點在同一圓周上，且在管壁上均勻分布，且開槽圓管(3)以壓電陶瓷堆(2)為激勵源，可以將壓電陶瓷堆(2)的縱向伸縮振動轉化為沿圓管軸向的縱振動和周向的扭轉振動。

2.根據權利要求1所述的縱扭復合的壓電振動盤，其特征在于，所述開槽圓管(3)的螺旋通槽的槽寬為1～15mm，螺旋升腳為15～45°，螺距為50～320mm。

3.根據權利要求1所述的縱扭復合的壓電振動盤，其特征在于，所述壓電陶瓷堆(2)是由3～6塊壓電陶瓷片堆疊并通過螺桿固定組成。

4.一種利用權利要求1所述的縱扭復合的壓電振動盤實現的縱扭復合壓電振動的方法，其特征在于，以壓電陶瓷堆(2)為激勵源，在電壓激勵下產生平行于電場方向的縱向伸縮振動，縱向伸縮振動作用于開槽圓管(3)，通過開槽圓管(3)管壁上沿周向開設的2條相互平行的螺旋通槽，將縱向伸縮振動轉化為沿開槽圓管(3)軸向的縱振動和周向的扭轉振動，進而形成縱扭復合的合振動。

5.一種壓電給料裝置，包括給料槽(4)，其特征在于，還包括權利要求1所述的縱扭復合的壓電振動盤和程控開關電源模塊；所述程控開關電源模塊與縱扭復合的壓電振動盤的壓電陶瓷堆(2)電連接，所述給料槽(4)與縱扭復合的壓電振動盤的開槽圓管(3)連接。

6.根據權利要求5所述的壓電給料裝置，其特征在于，所述給料槽(4)為螺旋軌道式結構，其料槽底部與開槽圓管(3)的振動輸出端固定。

7.根據權利要求5所述的壓電給料裝置，其特征在于，所述程控開關電源模塊包括：

EMI濾波電路，用來濾除電網干擾，輸入端接220V電網電壓；

橋式整流濾波電路，將EMI濾波電路輸出的交流電轉化為直流電，并通過濾波輸出穩定的直流電，包括并聯連接的第一橋式整流濾波子電路和第二橋式整流濾波子電路，第一橋式整流濾波子電路的輸出端與DC/DC轉換電路的輸入端相連接；第二橋式整流濾波子電路的輸出端與低壓供電電路的輸入端相連接；

DC/DC轉換電路，將橋式整流濾波電路傳輸的固定直流電轉化為可變直流電；DC/DC轉換電路的輸出端與采樣電路相連接；

TL494脈寬調制電路，包括TL494芯片，TL494芯片的1IN-引腳與DA轉換芯片MAX517的OUT引腳相連，TL494芯片的E1引腳與IR2110驅動芯片的HIN引腳相連，TL494芯片的1IN+引腳與采樣電路相連接，接收采樣電路所得的電壓，TL494脈寬調制電路通過調整脈沖寬度來調整占空比使輸出電壓改變，同時起到穩壓作用；

采樣電路，由分壓電阻R2、分壓電阻R3并聯組成,其采樣輸出端與TL494芯片的1IN+引腳相連；

IR2110驅動電路，提高TL494脈寬調制電路的驅動能力，其HIN邏輯高端輸入與TL494芯片的E1引腳相連，HO高端輸出與DC/DC轉換電路的開關管VT1的基極相連，VS引腳與開關管VT1的發射極相連接；

低壓供電電路，接收第二橋式整流濾波子電路輸出的直流電壓，經穩壓器7805穩壓后輸出5V電壓供給AT89C51單片機用做工作電壓、經穩壓器7815穩壓后輸出15V電壓供給TL494芯片用做工作電壓；第二橋式整流濾波子電路的輸出端經電容C11濾波后與穩壓器7805的Vin輸入端相連，穩壓器7815與穩壓器7805并聯；

AT89C51單片機，接收鍵盤控制電路輸入的電壓值，把輸入的數字信號轉換為模擬信號用作基準電壓，與采樣電路輸出采樣的反饋信號一同輸入到TL494脈寬調制電路的1IN引腳自動調節PWM信號的占空比，AT89C51單片機的P2.1腳與DA轉換芯片MAX517的SCL腳相連；

顯示電路與AT89C51單片機連接，用來顯示輸出電壓值；

輸出整流濾波電路，與采樣電路的分壓電阻R2、分壓電阻R3相連接，經電容C8濾波與肖特二極管穩壓后再經電容C9、電容C10、電感L2組成的LC濾波電路濾波后輸出穩定的電壓供給振動盤。