[發明專利]一種基于激勵相位差調制超聲傳輸換向控制方法

有效

• 申請號: 202011517385.0
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112758695B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 董惠娟;李謀;趙杰;穆冠宇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B65G54/00
• 分類號: B65G54/00
• 代理公司: 北京君恒知識產權代理有限公司 11466
• 代理人: 張林

本發明涉及超聲駐波/行波懸浮傳輸領域，更具體的說是一種基于激勵相位差調制超聲傳輸換向控制方法，步驟一：對換能器和換能器分別施加幅值和頻率相同，但存在相位差θ的兩路激勵信號；步驟二：分析振動彈性體的振動位移，得到振動彈性體的最大振幅和最小振幅，獲得在恒定的情況下，形成純行波θ值的理論公式；步驟三：改變兩路激勵信號的相位差θ，激光測振儀對整個彈性振動體輻射面進行振動掃描實驗，得到振動彈性體上各點振幅相等時的激勵信號相位差θ，由步驟二中得到的θ和的數學關系，求出當前裝置對應的空間幾何相位差步驟四：在支撐板長形成的空間相位差確定之后，通過給定激勵信號相位差θ在不同的區間，控制超聲沿著不同方向傳播。

技術領域

本發明涉及超聲駐波/行波懸浮傳輸領域，更具體的說是一種基于激勵相位差調制超聲傳輸換向控制方法。

背景技術

超聲懸浮傳輸目前研究分為兩種，一種是利用超聲駐波懸浮進行傳輸，利用駐波將物體懸浮在聲壓節點；另一種是通過近聲場懸浮進行傳輸。但是駐波懸浮傳輸的速度慢，而近聲場懸浮傳輸的懸浮能力很弱，為了克服這兩種傳輸方法上的缺陷，目前的研究方向則是施加兩路同頻同幅值的激勵信號，使得行波和駐波同時存在，這樣提高傳輸的速度，也能增強懸浮能力。通過調節兩路激勵信號的相位差，不僅可以調節行波和駐波成分比值，還能夠控制傳輸速度和傳輸方向；

例如公開號CN111332803A專利—一種適用于超聲長距離懸浮傳輸的駐波比調節方法，它具體闡述了超聲懸浮裝置的組成，并且詳細說明了形成純行波的激勵信號相位差的求解公式，并且給出駐波比的理論公式，還進行一系列實驗驗證；

公開號CN111332803A中提供了確定該類裝置中振動駐波和行波成分的理論依據，但是沒有進行波傳播方向的探討；綜上現有技術中還不能實現純行波驅動或駐波行波共同驅動的往復運動。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于激勵相位差調制超聲傳輸換向控制方法，可以實現純行波驅動或駐波行波共同驅動的往復運動。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

一種基于激勵相位差調制超聲傳輸換向控制方法，該方法包括以下步驟：

步驟一：對換能器一和換能器二分別施加幅值和頻率相同，但存在相位差θ的兩路激勵信號；

步驟二：分析彈性振動體的振動位移，設彈性振動體兩個支撐點距離等效的空間相位差為得到彈性振動體的最大振幅和最小振幅求解獲得在恒定的情況下，形成純行波θ值的理論公式；

步驟三：改變兩路激勵信號的相位差θ，激光測振儀對整個彈性振動體輻射面進行振動掃描實驗，得到彈性振動體上各點振幅相等時的激勵信號相位差θ，由步驟二中得到的θ和的數學關系，求出當前裝置對應的空間幾何相位差

步驟四：在支撐板長形成的空間相位差確定之后，通過給定激勵信號相位差θ在不同的區間，控制超聲沿著不同方向傳播。

作為本技術方案的進一步優化，本發明一種基于激勵相位差調制超聲傳輸換向控制方法，所述激勵信號為超聲懸浮驅動裝置工作在所要求的縱向振動模式下的機械諧振頻率。

作為本技術方案的進一步優化，本發明一種基于激勵相位差調制超聲傳輸換向控制方法，所述超聲懸浮驅動裝置包括換能器一、換能器二、彈性振動體和激光測振儀，換能器一和換能器二的振動輸出端之間可拆卸固定連接有彈性振動體，激光測振儀對整個彈性振動體輻射面進行振速掃描實驗。

作為本技術方案的進一步優化，本發明一種基于激勵相位差調制超聲傳輸換向控制方法，在有限元仿真軟件中確定超聲懸浮傳輸裝置的動力學模型，對超聲懸浮傳輸裝置模型進行模態仿真分析，得到超聲懸浮傳輸裝置中換能器一和換能器二工作在縱向振動模式下的機械諧振頻率。