[發(fā)明專利]一種凹球面雙發(fā)射極超聲陣列軸向懸浮移動裝置及方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911148519.3 | 申請日： | 2019-11-21 |
| 公開（公告）號： | CN110921334A | 公開（公告）日： | 2020-03-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 吳立群;劉寬;楊夢露;陳增;張豐瑾 | 申請（專利權(quán)）人： | 杭州電子科技大學(xué) |
| 主分類號： | B65G54/00 | 分類號： | B65G54/00;G05B19/042 |
| 代理公司： | 浙江千克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246 | 代理人： | 周希良;張瑜 |
| 地址： | 310018 浙江省杭州市*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 球面 發(fā)射極 超聲 陣列 軸向 懸浮 移動 裝置 方法 | ||
1.一種凹球面雙發(fā)射極超聲陣列軸向懸浮移動裝置，其特征在于：包括
PC上位機(jī)，與PWM控制模塊通訊連接，用于發(fā)送指令并監(jiān)控PWM控制模塊執(zhí)行情況；
PWM控制模塊，與驅(qū)動單元模塊連接，用于實現(xiàn)頻率和占空比的計算和發(fā)送，來控制驅(qū)動單元模塊的2對邏輯輸入通道；
可調(diào)穩(wěn)壓電源單元，與PWM控制模塊連接，用于給驅(qū)動單元模塊提供放大電源；
驅(qū)動單元模塊，與凹球面雙發(fā)射極超聲陣列的探頭連接，用于輸出與可調(diào)穩(wěn)壓電源電壓幅值相同的PWM波給凹球面雙發(fā)射極超聲陣列；
凹球面雙發(fā)射極超聲陣列，用于振動產(chǎn)生駐波聲場實現(xiàn)顆粒懸浮；
操縱按鈕，與驅(qū)動單元模塊連接，用于增加或者減少PWM波占空比使波形發(fā)生移動來實現(xiàn)超聲駐波軸向懸浮移動。
2.如權(quán)利要求1所述的一種凹球面雙發(fā)射極超聲陣列軸向懸浮移動裝置，其特征在于：所述凹球面雙發(fā)射極超聲陣列包括固定單元、支撐單元、振動單元，所述固定單元包括上凹球面殼和下凹球面殼，所述上凹球面殼與下凹球面殼的一側(cè)通過支撐單元連接，所述振動單元為超聲換能器，所述上凹球面殼與下凹球面殼內(nèi)表面均設(shè)置有由若干個均布的振動單元并聯(lián)組成超聲換能器陣列，所述上凹球面殼上的振動單元與下凹球面殼上的振動單元對稱設(shè)置互為發(fā)射器和接收器，所述超聲換能器的正極均是指向球心設(shè)置。
3.如權(quán)利要求2所述的一種凹球面雙發(fā)射極超聲陣列軸向懸浮移動裝置，其特征在于：所述振動單元按照環(huán)形排列固定在凹球面殼體內(nèi)表面。
4.如權(quán)利要求1所述的一種凹球面雙發(fā)射極超聲陣列軸向懸浮移動裝置，其特征在于：所述PWM控制模塊的主控采用Arduino MEGA2560單片機(jī)，與所述PC上位機(jī)通過USB串口通訊連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種凹球面雙發(fā)射極超聲陣列軸向懸浮移動裝置，其特征在于：所述驅(qū)動單元模塊的驅(qū)動器采用L298N信號驅(qū)動器。
6.如權(quán)利要求1所述的一種凹球面雙發(fā)射極超聲陣列軸向懸浮移動裝置，其特征在于：所述操縱按鈕包括一控制物體向上移動的頻率下調(diào)按鈕和一個控制物體向下移動的頻率上調(diào)按鈕。
7.一種凹球面雙發(fā)射極超聲陣列軸向懸浮移動方法，采用權(quán)利要求1至6任意一項所述的凹球面雙發(fā)射極超聲陣列軸向懸浮移動裝置，其步驟如下：
步驟1，PC上位機(jī)輸出指令給PWM控制模塊；
步驟2，PWM控制模塊根據(jù)指令并根據(jù)操縱按鈕的狀態(tài)采用定時器中斷的方式輸出相應(yīng)PWM波給驅(qū)動單元模塊；若有按鍵按下，則進(jìn)行PWM波形移動后輸出相應(yīng)PWM波給驅(qū)動單元模塊；
步驟3，驅(qū)動單元模塊在可調(diào)穩(wěn)壓電源單元的作用下輸出并輸出與可調(diào)穩(wěn)壓電源電壓幅值相同的PWM波給凹球面雙發(fā)射極超聲陣列，凹球面雙發(fā)射極超聲陣列振動，產(chǎn)生駐波聲場實現(xiàn)顆粒懸浮，并可根據(jù)移動后的PWM波形實現(xiàn)超聲駐波軸向懸浮移動。
8.如權(quán)利要求1所述的一種凹球面雙發(fā)射極超聲陣列軸向懸浮移動方法，其特征在于：PWM控制模塊的定時器采用兩次定時中斷來完成：一次定時實現(xiàn)高電平定時Th；一次定時實現(xiàn)低電平定時T1。
9.如權(quán)利要求8所述的一種凹球面雙發(fā)射極超聲陣列軸向懸浮移動方法，其特征在于：Th、T1的時間值隨脈沖寬度的變換而變化，且Th+T1＝25ms。
10.如權(quán)利要求1所述的一種凹球面雙發(fā)射極超聲陣列軸向懸浮移動方法，其特征在于：步驟2中當(dāng)按下操縱按鈕的按鍵，溢出中斷根據(jù)標(biāo)志位改變周期和占空比，將移動方向標(biāo)志位置位；當(dāng)沒有按鍵按入，復(fù)位標(biāo)志位。
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