纵振夹心式主动型喷水推进装置及其驱动方法_3

文档序号:9824069阅读:来源:国知局
得阀腔6-1的容积增大,流体通过阀腔入水口 6-5流入阀腔6-1 ;所述阀用单晶片I施加使其产生伸长变形的交流激励电信号,所述栗用驱动组件8施加使其产生缩短变形的交流激励电信号,使得阀腔6-1的体积变小,栗腔的体积变大,流体通过栗腔入水口 6-7流入栗腔,完成本发明的一次吸水过程;所述栗用驱动组件8施加使其产生伸长变形的交流激励电信号,使得栗腔的体积变小,流体通过出水口 6-9喷出,完成本发明的一次喷水过程。本发明在喷水的反作用力下,实现装置的推进运动输出。
[0033] 所述阀用单晶片I通以的交流激励电信号为某一频率的正弦波或方波周期电信号,所述栗用驱动组件8通以的交流激励电信号为某一频率的正弦波周期电信号,所述阀用单晶片I与栗用驱动组件8通以交流激励电信号的相位差为180度。
【主权项】
1.一种纵振夹心式主动型喷水推进装置,由阀用单晶片(1)、阀用金属基板(2)、端盖(3)、支撑橡胶圈(4)、密封圈(5)、腔体(6)、紧固螺栓(7)、栗用驱动组件(8)、放大膜片(9)、夹紧块(10)、栗用金属基板(11)、前端盖(12)和紧固螺钉(13)组成。2.根据权利要求1所述的纵振夹心式主动型喷水推进装置,其特征在于:所述端盖(3)水平侧面设置有内腔(3-1)结构,所述端盖(3)内腔壁(3-1-1)上设置有导线孔(3-2)结构,所述端盖(3 )水平侧面还设置有圆环槽(3-3 )结构,所述端盖(3 )水平侧面还设置有密封环形槽(3-4)结构,所述端盖(3)水平侧面还设置有四个通孔(3-5)结构,所述端盖(3)垂直侧面一侧设置有两个内螺纹孔(3-6)结构,所述端盖(3)垂直侧面一侧还设置有密封环形槽(3-7 )结构,所述端盖(3 )垂直侧面一侧还设置有半圆形通孔(3-10 )结构,所述半圆形通孔(3-10)内侧面(3-8)与腔体(6) —侧面胶粘密封,所述半圆形通孔(3-10)端面(3-9)与另一端盖(3)半圆形通孔(3-10)端面(3-9)胶粘密封。3.根据权利要求1所述的纵振夹心式主动型喷水推进装置,其特征在于:所述腔体(6)设置有阀腔(6-1)结构,所述腔体(6 )还设置有内阶梯圆环面(6-2 )结构,所述腔体(6 )还设置有圆环槽(6-3)结构,所述腔体(6)还设置有密封环形槽(6-4)结构,所述腔体(6)还设置有阀腔入水口(6-5)结构,所述阀腔入水口(6-5)设置有阀用主动阀座(6-6)结构,所述腔体(6)还设置有栗腔出水口(6-9)结构,所述栗腔出水口(6-9)内壁设置有疏水结构(6-9-1),所述栗腔出水口( 6-9 )还设置有栗用主动阀座(6-8 )结构。4.根据权利要求1所述的纵振夹心式主动型喷水推进装置,其特征在于:所述夹紧块(10)一侧端面中心位置设有通孔(10-1)结构,所述夹紧块(10) —侧端面还设置有圆形槽(10-2)结构,所述夹紧块(10 ) —侧端面还设置有密封环形槽(10-3 )结构,所述夹紧块(10 )另一侧端面设置有圆环槽(10-4)结构,所述夹紧块(10)另一侧端面还设置有密封环形槽(10-5)结构,所述夹紧块(10)另一侧端面四周还设置有四个通孔(10-6)结构。5.根据权利要求1所述的纵振夹心式主动型喷水推进装置,其特征在于:所述前端盖(12)设置有内腔(12-1)结构,所述前端盖(12)内腔壁(12-1-1)与栗用压电叠堆(8)胶粘连接,所述前端盖(12)内腔壁(12-1-1)上设置有导线孔(12-5)结构,所述前端盖(12)—侧端面设置有内阶梯圆环面(12-2)结构,所述前端盖(12)—侧端面还设置有圆环槽(12-3)结构,所述前端盖(12) —侧端面还设置有密封环形槽(12-4)结构,所述前端盖(12)另一侧端面设置有四个沉头通孔(12-6)结构。6.根据权利要求1所述的纵振夹心式主动型喷水推进装置,其特征在于:所述阀用单晶片(I)为43激振模式圆形压电陶瓷片,沿厚度方向极化,所述阀用单晶片(I) 一侧端面与阀用金属基板(2)胶粘连接,所述阀用单晶片(I)的通电导线(1-1)通过端盖(3)上的导线孔(3-2)引出.根据权利要求1所述的纵振夹心式主动型喷水推进装置,其特征在于:所述栗用驱动组件(8)包括前匹配杆(8-1)、通电电极片(8-2)、压电陶瓷片(8-3)、后匹配杆(8-4)和绝缘套筒(8-5),所述前匹配杆(8-1)为阶梯圆柱状弹性体结构,所述前匹配杆(8-1)小径一侧端部设置有外螺纹(8-1-2)结构,所述前匹配杆(8-1)靠近外螺纹(8-1-2) —侧设置有光滑外圆周表面(8-1-1)结构,所述通电电极片(8-2)为设置有凸耳结构的圆环形铜片,所述通电电极片(8-2-2)与(8-2-4)构成激励激振组,所述通电电极片(8-2-1)、(8-2-3)与(8-2-5)构成接地线组,所述压电陶瓷片(8-3)为4片毛工作模式的圆环形压电陶瓷片,且均沿厚度方向极化,所述相邻布置压电陶瓷片(8-3)的正极化面与正极化面相对布置,负极化面与负极化面相对布置,所述后匹配杆(8-4)为圆柱结构弹性体,其一侧端部中心位置设有内螺纹孔(10-4-1)结构,所述后匹配杆(8-4)另一侧端面与栗用金属基板(11)胶粘连接,所述绝缘套筒(8-5)为圆环状绝缘体,所述绝缘套筒(8-5)布置于前匹配杆(8-1)的光滑外圆周表面(8-1-1)上,所述通电电极片(8-2)与压电陶瓷片(8-3)相互间隔布置于绝缘套筒(8-5)上,所述通电电极片(8-2)的通电导线通过前端盖(12)上的导线孔(12-5)引出。7.根据权利要求1所述的纵振夹心式主动型喷水推进装置,其特征在于:所述阀用金属基板(2)为金属弹性体结构,布置于阀腔(6)的内阶梯圆环面(6-2)上,且通过支撑橡胶圈(4)夹持固定安装于端盖(3)与腔体(6)的接触表面,所述阀用金属基板(2)的一侧端面与阀用单晶片(I)胶粘连接;所述栗用金属基板(11)为金属弹性体结构,布置于前端盖(12)的内阶梯圆环面(12-2)上,所述栗用金属基板(11)的一侧端面与栗用驱动组件(8)胶粘连接。8.一种如权利要求1所述的纵振夹心式主动型喷水推进装置的驱动方法,其特征在于:所述纵振夹心式主动型喷水推进装置的驱动方法具体为:所述阀用单晶片(I)施加使其产生缩短变形的交流激励电信号,使得阀腔(6-1)的容积增大,流体通过阀腔入水口(6-5)流入阀腔(6-1);所述阀用单晶片(I)施加使其产生伸长变形的交流激励电信号,所述栗用驱动组件(8)施加使其缩短变形的交流激励电信号,使得阀腔(6-1)的体积变小,栗腔的体积变大,流体通过栗腔入水口(6-7)流入栗腔,完成一次吸水过程;所述栗用驱动组件(8)施加使其产生伸长变形的交流激励电信号,使得栗腔的体积变小,流体通过出水口(6-9)喷出,完成一次喷水过程;在喷水的反作用力下,实现推进运动输出; 所述阀用单晶片(I)通以的交流激励电信号为某一频率的正弦波或方波周期电信号,所述栗用驱动组件(8)通以的交流激励电信号为某一频率的正弦波周期电信号,所述阀用单晶片(I)与栗用驱动组件(8)通以交流激励电信号的相位差为180度。
【专利摘要】本发明公开了一种纵振夹心式主动型喷水推进装置及其驱动方法,以解决当前压电喷水推进装置驱动力小、功率密度低等问题。本发明包括阀用单晶片、阀用金属基板、端盖、支撑橡胶圈、密封圈、腔体、紧固螺栓、泵腔驱动组件、放大膜片、夹紧块、泵用金属基板、前端盖和紧固螺钉;腔体设有阀腔入水口、泵腔入水口和泵腔出水口,阀腔入水口和泵腔入水口分别设有阀用和泵用主动阀座,泵腔出水口内壁设有疏水结构。施加交流电信号于阀用单晶片和泵用驱动组件,激发分别产生伸缩变形,使阀腔和泵腔容积交替变化,实现流体的吸入与喷出,在喷水反作用力下,实现装置推进。本发明有驱动力大、功率密度高等优势,在微量喷射、军事探测等领域有广阔应用前景。
【IPC分类】F04B43/04
【公开号】CN105587618
【申请号】CN201510228894
【发明人】何丽鹏, 卢晓晖, 陈栋, 程光明
【申请人】长春工业大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年5月8日
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