杠杆三角放大压电叠堆泵的制作方法

本实用新型涉及一种压电泵，具体地说，是一种杠杆三角放大压电叠堆泵。

背景技术：

滴灌是目前最有效的灌溉技术之一，对于缓解水资源紧缺具有重要的推广价值和应用前景.作为滴灌系统的核心部件，虽然现有灌水器基本上能够满足作物滴灌需求，但却存在着结构复杂、滴头易堵塞与流量难于精确控制等缺点。而无阀压电泵具有结构简单、微小流量可控性好、易于微型化等优点，具有广阔的应用前景，特别在滴灌领域将成为一种新的流体泵送方式。

但现有压电泵存在较多不足：首先，现有压电泵通常采用双晶片压电振子或者压电叠堆，对于双晶片压电振子，通常采用周边固支，或悬臂梁固支的方式，其振幅太小；压电叠堆泵虽使振子振幅有所增加，但多采用多级杠杆放大机构，放大效果不明显，振子振幅仍然不能满足无阀压电泵大流量输出要求；其次，现有压电叠堆与振子的接触多采用点接触或线接触，压电泵长时间工作时，上述接触方法容易造成磨损，导致压电泵元件磨损，造成泵送流量减小甚至无流量输出。

技术实现要素：

本实用新型针对现有压电叠堆泵放大效果不明显，不能满足大流量输出要求，已造成磨损等问题，提出了一种杠杆三角放大压电叠堆泵。

本实用新型的杠杆三角放大压电叠堆泵，包括中空的泵体，所述泵体内安装有压电叠堆和由压电叠堆驱动的振臂，所述泵体上设置有送入口和泵出口，所述泵出口与振臂的前端对齐。

所述泵体内安装有杠杆三角放大机构，所述杠杆三角放大机构结构对称，顶部与振臂接触，包括三角臂、杠杆臂、支承座和驱动臂。

所述三角臂、杠杆臂和支承座都对称设置两个。

所述三角臂的顶部之间铰接，所述三角臂之间所呈夹角小于180度。

所述杠杆臂外端与三角臂的底部铰接，内端与支承座铰接。

所述支承座与泵体固接。

所述驱动臂与压电叠堆接触，两端分别通过连接杆与对应杠杆臂的中部相连。

优选的是，所述杠杆臂呈Z形，由弯折处由外向内分成外段、中段和内段，所述外段顶端与三角臂铰接，所述内段底端与支承座铰接。

优选的是，所述杠杆臂外段的长度大于等于连接杆的长度。

优选的是，所述振臂底部平行安装有圆柱滚子，所述杠杆三角放大机构的三角臂之间通过柔性铰链相连，所述圆柱滚子底部位部位于柔性铰链中。

优选的是，所述圆柱滚子顶部位于振臂底部设置的安装槽中，所述安装槽内壁为与圆柱滚子同心的圆弧形。

优选的是，所述泵体内安装有隔离块，所述隔离块顶部设置开口向上的导向槽，所述压电叠堆位于导向槽中。

优选的是，所述泵体内安装有固定座，所述固定座顶部安装的固定板与振臂后端通过柔性铰链铰接。

本实用新型的有益效果是：杠杆三角放大压电叠堆泵的振臂振动幅度通过杠杆三角放大机构进行放大，杠杆三角放大机构内具有三角形结构和杠杆结构，都能对振动进行放大，形成了两级放大的效果，增强了振臂的振动幅度，放大效果明显，提高了泵的泵送流量，并且其结构也较为简单。

杠杆臂呈Z形，一端向上伸出，增强了其推挤三角臂的幅度，提高了三角形结构对振动的放大作用；另一端向下伸出，增强了杠杆臂的摆动幅度，提高了杠杆结构对振动的放大作用，从两方面进一步增强了振动放大的效果。

杠杆臂向上伸出的外段长度较大，防止三角臂碰到驱动臂，保证整个放大机构运行平稳。

杠杆三角放大机构通过圆柱滚子将振动传递给振臂，圆柱滚子上部表面和下部表面分别与振臂和杠杆三角放大机构充分接触，提高了接触面积，降低了部件的磨损，延长了设备的使用寿命，使振臂的振幅能够长时间保持一致，避免泵送量减小或者断流。

通过隔离块的导向槽，对压电叠堆的振动方向进行限制，保证压电叠堆的竖向位移输出到驱动臂上，使驱动臂最大幅度的进行振动。

振臂通过柔性铰链归位，并推动杠杆三角放大机构归位，加快各个部件的归位速度，以便能够更快的进行下一次的运行动作，加快产生的振动频率，提高泵送量。

附图说明

附图1为杠杆三角放大压电叠堆泵的整体结构图；

附图2为杠杆三角放大机构的结构示意图一；

附图3为杠杆三角放大机构与振臂的装配图一；

附图4为杠杆三角放大机构与振臂的装配图二；

附图5为隔离块的结构图。

具体实施方式

为了能进一步了解本实用新型的结构、特征及其它目的，现结合所附较佳实施例详细说明如下，所说明的较佳实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，并非限定本实用新型。

本实用新型的具体实施方式如下：

如图1至5所示，杠杆三角放大压电叠堆泵，包括中空的泵体1，泵体1内安装有压电叠堆2和由压电叠堆2驱动的振臂3。

泵体1上设置有送入口1.1和泵出口1.2，泵出口1.2与振臂3的前端对齐。

液体从送入口1.1进入并充满泵体1的内腔，压电叠堆2驱动振臂3往复摆动，拨动其前端的液体，将液体从振臂3前端对齐的泵出口推出，实现液体的泵送。

为了增强振臂3的摆动幅度，从而提高泵送液体量，泵体1内安装杠杆三角放大机构4。

杠杆三角放大机构4结构对称，顶部与振臂3接触，包括三角臂5、杠杆臂6、支承座7和驱动臂8。

三角臂5、杠杆臂6和支承座7都对称设置两个。

三角臂5的顶部之间铰接，三角臂5之间所呈夹角小于180度。

杠杆臂6外端与三角臂5的底部铰接，内端与支承座7铰接。

支承座7与泵体1固接。

驱动臂8与压电叠堆2接触，两端分别通过连接杆9与对应杠杆臂6的中部相连。

压电叠堆2通电，产生竖向变形，推动驱动臂8向上移动，带动杠杆臂6。

杠杆臂6作为杠杆结构，由于杠杆臂6的内端与支承座7铰接，杠杆臂6外端的位移大于内端的位移。驱动臂8带动杠杆臂6的中部，驱动臂8产生的位移和与其固接的杠杆臂6中部的位移相同，而杠杆臂6外端产生的位移则大于杠杆臂6中部的位移，继而大于驱动臂8产生的位移。所以驱动臂8产生较小的位移，能够使杠杆臂6外端产生较大的位移，产生一级放大效果。

杠杆臂6的外端进一步推动三角臂5，两个呈夹角的三角臂5组成三角形结构。由于杠杆臂6的外端向内侧移动，使两个三角臂5向内收缩，并使两个三角臂5的顶端向上推动，产生二级放大效果。

三角臂5的顶端向上推动振臂3中部，使振臂3前端向上摆动。由于振臂3后部固定或铰接，振臂3前端的位移大于振臂3中部的位移，产生三级放大效果。

振臂3前端向上摆动后，压电叠堆恢复，通过振臂3本身摆动产生的弹力，使振臂3前端向下摆动，带动杠杆三角放大机构4的各个部件归位，然后压电叠堆2再次通电，产生竖向变形，再次使振臂3前端向上摆动。

按照上述方式循环往复工作，使振臂3不断上下摆动，形成振动。压电叠堆2变形产生的位移幅度被杠杆三角放大机构4增强，并传递给振臂3的前端，增加了振臂3拨动水的能力，提高了泵送量。

三角臂5之间、三角臂5与杠杆臂6之间、杠杆臂6与支承座7之间的铰接点都可采用柔性铰链，由于柔性铰链本身的性质，在压电叠堆顶点恢复原状时，通过柔性铰链能够使杠杆三角放大机构4的三角臂5、杠杆臂6、支承座7和驱动臂8也回复初始状态，以便进行下一次的位移放大。

为了进一步提高杠杆结构的放大效果，杠杆臂6呈Z形，由弯折处由外向内分成外段6.1、中段6.2和内段6.3。

外段6.1顶端与三角臂5铰接，内段6.3底端与支承座7铰接，减小了杠杆臂6力臂的长度，使杠杆臂6外端能够更大程度的向上和向内移动，增加三角臂5的移动幅度，提高振动放大效果。

为了保证杠杆三角放大机构4稳定运动，杠杆臂6外段的长度大于等于连接杆9的长度。使驱动臂8位于三角臂5底部下方，防止驱动臂8运动使碰触三角臂5，阻碍三角臂5向内收缩对位移进行放大。

为了减轻磨损，振臂3底部平行安装有圆柱滚子10，杠杆三角放大机构4的三角臂5之间通过柔性铰链相连，圆柱滚子10底部位部位于柔性铰链中。

圆柱滚子10顶部位于振臂3底部设置的安装槽11中，安装槽11内壁为与圆柱滚子10同心的圆弧形。

杠杆三角放大机构4推动圆柱滚子10，由圆柱滚子10在推动振臂3，圆柱滚子10与杠杆三角放大机构4和振臂3之间的接触都为面接触，避免点接触或线接触造成的磨损，损失放大位移。

为了压电叠堆2变形最大程度的产生竖向位移，泵体1内安装有隔离块12，隔离块12顶部设置开口向上的导向槽13，压电叠堆2位于导向槽13中。

导向槽13限制压电叠堆2变形产生的位移方向，使压电叠堆2产生的竖向位移最大程度的传递给驱动臂8，使驱动臂8产生的位移幅度增大，从而增强振臂3的振动幅度。

为了进一步提高各个部件的运行速度，泵体1内安装有固定座14，固定座14顶部安装的固定板15与振臂3后端铰接，铰接点采用柔性铰链。振臂3向上摆动后，柔性铰链能够将振臂3拉动归位，并使振臂3推动杠杆三角放大机构4归位，增加各个部件的归位速度，使下一次运动动作能够更快的进行，从而增强振动的频率，提高泵送能力。