号之后会在空间产生相应形式的声波，当同时对多路压电片加载驱动信号时，所产生的声波将会在空间叠加，即实现声场合成，按照特定算法调整每路压电片的驱动信号就可以得到所需要的声场。
[0067]本发明使用中心频率为2MHz压电片，压电片的长、宽分别为4_、3_，驱动信号的电压峰峰值为80V，驱动信号采用贝塞尔函数形式，使其可以合成单一节点的声场，声场能量更为集中，驱动力更大。调整各路贝塞尔信号的阶数、幅值及初相位，通过上位机同时下发各路参数，触发压电片产生连续声波并在转子腔内形成矩形声压节点，转子在声压梯度的作用下会保持与矩形声压节点朝向一致，当调整贝塞尔信号的阶数、幅值及初相位时，矩形声压节点朝向会发生变化导致声压梯度朝向也发生变化，声压梯度的变化会促使转子朝向继续保持与矩形声压节点朝向一致，从而实现了转子的旋转，进而带动腔内液体的流动。以图9中转子4逆时针旋转为例:
[0068]转子4逆时针旋转时，转子4上两侧的弧形挡板4-1先逐渐地挡住弹性薄膜其中一侧的两个转子底座上流口 3-5，然后开始推动两侧的弹性薄膜3-3，弹性薄膜3-3在弧形挡板4-1的推动下逐渐向外扩张，使得整个转子腔3-2的容积逐渐变大，腔内压强随之逐渐减小，促使微流体从对称的其中两边的栗体下片流道1-4经转子底座下流口 3-4最终从转子底座上流口 3-5流入转子腔3-2内，实现微流体的流入。随着转子4的转动，弹性薄膜
3-3将被弧形挡板4-1撑至最大，此时转子腔3-2内吸入的微流体量达到最大值。转子4继续转动，弧形挡板4-1逐渐挡住弹性薄膜另一侧的两个转子底座上流口 3-5，随后放开转子底座上流口 3-5。随着弧形挡板4-1逐渐离开弹性薄膜3-3，弹性薄膜3-3在自身恢复力的作用下逐渐恢复原态，使得转子腔3-2内的压强逐渐增大，促使腔内微流体从对称的另外两边的转子底座上流口 3-5经转子底座下流口 3-4最终从栗体下片流道1-4流出，实现微流体的流出。
[0069]随着矩形声压节点朝向的连续变化，转子4也跟着产生连续的旋转，从而实现微流体的连续高效的流入、流出。通过调整压电片的驱动信号更改频率可以实现对转子4转速的精确控制，进而实现对流入、流出的微流体流速的精确控制。通过当调整调整压电片的驱动信号作用总时间可以实现对转子4所转圈数的精确控制，进而实现对流入、流出的微流体流量的精确控制。当上位机下发的参数使得合成声场中矩形声压节点的朝向按相反方向运动时，微流体的流入、流出方向将发生变化，因此通过简单地调整压电片参数就可以实现对微流体流向的精确控制。
[0070]上述【具体实施方式】用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种声驱动微型栗，其特征在于:包括栗体下片(I)、驱动环(2)、转子底座(3)、转子(4)、转子上片(5)、栗体上片(6)和驱动底座(7)，栗体下片(I)安装在驱动环(2)的底部，栗体下片(I)和驱动环(2 ) 一起安装在驱动底座(7 )内，转子底座(3 )安装在栗体下片(I)中心，转子底座(3 )顶部的转子腔(3-2 )内安装有转子(4 )并通过转子上片(5 )加盖密封，栗体上片(6 )安装驱动环(2 )上作为栗的顶盖。2.根据权利要求1所述的一种声驱动微型栗，其特征在于:所述的栗体下片(I)包括圆片形的下片基体(1-1)和凸耳(1-3)，下片基体(1-1)对称的两侧均设有两个平行的凸耳(1-3)，栗体下片(I)的中心开有环形的转子底座槽(1-2)，转子底座(3)通过防水胶粘接于栗体下片(I)中的转子底座槽(1-2)上；各个凸耳(1-3)侧面设有侧通孔，转子底座槽(1-2)设有四个与凸耳(1-3)侧通孔对应的侧壁孔，栗体下片(I)各个凸耳(1-3)侧通孔通过各自的圆柱形流道与转子底座槽(1-2)侧壁孔之间相通。3.根据权利要求1所述的一种声驱动微型栗，其特征在于:所述的转子底座(3)包含转子底座基体(3-1)和弹性薄膜(3-3)，转子底座基体(3-1)顶部的转子腔(3-2)对称的两侧设有弹性薄膜(3-3);每个弹性薄膜(3-3)两侧附近的转子腔(3-2)内壁均设有转子底座上流口(3-5)，其中一弹性薄膜(3-3)两侧的转子底座上流口(3-5)与另一弹性薄膜(3-3)两侧的转子底座上流口( 3-5)的呈对称分布；弹性薄膜(3-3)两侧的转子底座基体(3-1)底部外侧壁上均设有与所述转子底座槽(1-2)上各对应侧壁孔相通的转子底座下流口(3-4)，其中一弹性薄膜(3-3)两侧的转子底座下流口(3-4)与另一弹性薄膜(3-3)两侧的转子底座下流口(3-4)的呈对称分布；一弹性薄膜(3-3)其中一侧的转子底座上流口(3-5)和转子底座下流口(3-4)与另一弹性薄膜(3-3)以转子底座基体(3-1)中心对称一侧的转子底座上流口(3-5)和转子底座下流口(3-4)通过转子底座基体(3-1)内部管道均相通。4.根据权利要求1所述的一种声驱动微型栗，其特征在于:所述的驱动环(2)包含驱动环基体(2-1)、压电片(2-2 )、驱动环电极(2-3 )和卡环(2-6 )，驱动环基体(2_1)的内侧壁沿圆周间隔均布设有压电片(2-2)，驱动环基体(2-1)外圆周中间固定有一圈卡环(2-6)，卡环(2-6)下部的驱动环基体(2-1)外圆侧壁间隔均布设有驱动环电极(2-3)，各个驱动环电极(2-3 )与各自的压电片(2-2 )通过驱动环基体(2-1)内部的管线对应连接；驱动环(2 )底部对称的两侧设有用于凸耳(1-3)嵌入的凸耳槽(2-5);凸耳槽(2-5)的中间开有与驱动底座(7)定位配合的定位槽(2-4)。5.根据权利要求1?4任一所述的一种声驱动微型栗，其特征在于:所述的驱动底座(7)包含驱动底座基体(7-1)、驱动底座电极(7-2)、定位块(7-4)、管口(7-5)和通讯口(7-6)，驱动底座基体(7-1)底部对称的两侧壁设有用于栗体下片(I)凸耳(1-3)嵌入安装的管口( 7-5 )，驱动底座基体(7-1)侧面设有通讯口( 7-6 );驱动底座基体(7-1)内圆周的中间设有一道环形的卡槽(7-3)，所述驱动环(2)的卡环(2-6)嵌入卡槽(7-3)中实现驱动底座(7)和驱动环基体(2-1)的轴向定位安装；驱动底座基体(7-1)内侧壁间隔均布设有与所述驱动环(2)驱动环电极(2-3)对应连接的驱动底座电极(7-2)，驱动底座电极(7-2)数量及位置分布与驱动环电极(2-3 )相同，驱动底座电极(7-2 )均通过驱动底座基体(7-1)内部管线连接到通讯口(7-6);驱动底座基体(7-1)每侧的两个管口(7-5)之间的内侧壁上设有嵌入驱动环(2)定位槽(2-4)中配合定位的定位块(7-4)。6.根据权利要求1?4任一所述的一种声驱动微型栗，其特征在于:所述的转子(4)由反声刚性有机材料构成，转子(4)主要由两个相等弧长的弧形挡板(4-1)对称固定连接而成，转子(4)的高度与转子腔高度(3-2)相等，弧形挡板(4-1)能覆盖转子底座上任一弹性薄膜(3-3 )两侧的两个转子底座上流口( 3-5 )。7.根据权利要求1?4任一所述的一种声驱动微型栗，其特征在于:所述的转子上片(6)由透明且透声的材料制成，其半径与转子底座(3)外圆半径相同。8.根据权利要求1?4任一所述的一种声驱动微型栗，其特征在于:所述的栗体上片(7)由透明且吸声的材料制成，其半径与驱动环基体(2-1)外圆半径相同，栗体上片(7)上开有一圆孔，圆孔位于驱动环基体(2-1)内圆与转子底座槽(1-2)外圆之间。9.根据权利要求4任一所述的一种声驱动微型栗，其特征在于:所述的压电片(2-2)至少4个以上。
【专利摘要】本发明公开了一种声驱动微型泵。包括泵体下片、驱动环、转子底座、转子、转子上片、泵体上片和驱动底座，泵体下片安装在驱动环的底部，泵体下片和驱动环一起安装在驱动底座内，转子底座安装在泵体下片中心，转子底座顶部的转子腔内安装有转子并通过转子上片加盖密封，泵体上片安装驱动环上作为泵的顶盖。本发明采用高阶贝塞尔信号驱动压电片，利用合成声场带动转子腔里面的转子旋转，实现微流体流量与流速的精确控制以及微流体的双向流动控制。
【IPC分类】F04B43/02, F04B17/00
【公开号】CN105020121
【申请号】CN201510442767
【发明人】邓双, 杨克己, 吴海腾, 武二永, 范宗尉, 孟坚鑫
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月24日