[發(fā)明專利]非對稱變截面懸臂梁機電響應機構及其工作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111158135.7
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN114152330A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設計）人: 孟新宇;王樹峰;高譽博
• 申請（專利權）人: 沈陽工業(yè)大學
• 主分類號: G01H11/08
• 分類號: G01H11/08
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

1.一種非對稱變截面懸臂梁機電響應機構，其特征在于，在該機電響應機構中，固定基座(7)為豎直放置，水平的懸臂主梁(1)一端連接在固定基座(7)上，另一端在同一水平面內(nèi)通過橋接梁(3)與端部質(zhì)量塊(4)連接；第一壓電片(2a)和第二壓電片(2b)分別粘接在懸臂主梁(1)的上、下兩面，端部質(zhì)量塊(4)上、下兩面分別粘接第三壓電片(5a)和第四壓電片(5b)；電極驅動板(6)安裝在所述固定基座(7)的底部，且與懸臂主梁(1)平行。

2.根據(jù)權利要求1所述的非對稱變截面懸臂梁機電響應機構，其特征在于：懸臂主梁(1)的橫截面為平行四邊形，夾角的范圍為37.5°～45°；端部質(zhì)量塊(4)的截面為矩形，且端部質(zhì)量塊(4)截面的長邊與懸臂主梁(1)截面的長邊平行；橋接梁(3)的兩端分別連接懸臂主梁(1)和端部質(zhì)量塊(4)，且截面為矩形。

3.根據(jù)權利要求1所述的非對稱變截面懸臂梁機電響應機構，其特征在于：所述懸臂主梁(1)、橋接梁(3)和端部質(zhì)量塊(4)為相同導電材料加工而成；并且懸臂主梁(1)的外形尺寸大于端部質(zhì)量塊(4)外形尺寸，端部質(zhì)量塊(4)的外形尺寸大于橋接梁(3)外形尺寸。

4.根據(jù)權利要求3所述的非對稱變截面懸臂梁機電響應機構，其特征在于：所述導電材料為銅以及銅的合金，具體地，銅的合金包括銅以及金、錳、鎳、鋅、鋁、錫、鉛、鈦和鉻中選擇的任何一種或多種。

5.根據(jù)權利要求4所述的非對稱變截面懸臂梁機電響應機構，其特征在于：銅與包含銅的合金的原子比≤30％，或者≥60％。

6.根據(jù)權利要求1所述的非對稱變截面懸臂梁機電響應機構，其特征在于：壓電片的材料為壓電陶瓷或者聚偏氟乙烯。

7.根據(jù)權利要求1所述的非對稱變截面懸臂梁機電響應機構，其特征在于：該機電響應機構的本身環(huán)境輸入頻率≤3000Hz，機械沖擊力＜50N。

8.一種如權利要求1所述的非對稱變截面懸臂梁機電響應機構的工作方法，其特征在于，具體過程如下：在測試非對稱梁的振動性能時，對電極驅動板同時輸入含有直流成分的同相交變正弦電壓構成驅動場，第一壓電片(2a)和第二壓電片(2b)及第三壓電片(5a)和第四壓電片(5b)分別通過導線相連形成導通路徑一和導通路徑二，構成電極驅動板(6)接地，懸臂梁電極板通電的方式，根據(jù)逆壓電效應，在交變電壓驅動下，使得非對稱懸臂梁在固有振蕩頻率附近振動，通過導通路徑一和導通路徑二分別與電極驅動板(6)采用惠斯特全橋測量輸出交變電壓檢測信號。