流体微量喷射装置及其执行系统的制作方法

本发明涉及一种流体微量喷射装置的执行系统和具有该执行系统的流体微量喷射装置。

背景技术：

现有流体微量喷射装置，采用柔性铰链机构或操作元件通过杠杆驱动关闭元件二次运动，实现流体微量喷射。二次运动对关闭元件两端均造成磨损，更换频率增高，维护成本增加；关闭元件抬起高度不能调节或调节精度不高，导致流体喷射所需撞击力不可调节或调节不精确，导致流体喷射效果不满足要求；相关配件安装拆卸繁琐，导致装配效率低，维修更换不方便。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提出一种流体微量喷射装置的执行系统，该执行系统精度调节方便，流体喷射效果好。

本发明还提出一种具有上述执行系统的流体微量喷射装置。

根据本发明第一方面实施例的流体微量喷射装置的执行系统，包括：基体，所述基体内限定有执行机构安装腔，所述基体上设有与所述执行机构安装腔导通的定位孔；活动元件，所述活动元件可活动地设在所述定位孔内；执行机构，所述执行机构可活动地设在所述执行机构安装腔内，所述执行机构与所述活动元件相连以控制所述活动元件活动；调整元件，所述调整元件设在所述执行机构安装腔内且与所述执行机构相连以限定所述执行机构的横向位移；多个间隙片，多个所述间隙片设在所述执行机构安装腔的内壁面与所述调整元件之间以调整所述执行机构的预紧力；所述执行机构包括：杠杆，所述杠杆设在所述执行机构安装腔内且所述杠杆的两端可活动，所述杠杆的第一端与所述活动元件相连以控制所述活动元件活动；致动器，所述致动器可伸缩地设在所述执行机构安装腔内，所述致动器与所述杠杆的第二端相连以控制所述杠杆活动，所述调整元件与所述致动器相连所述调整元件与所述致动器相连以限定所述致动器的横向位移，所述间隙片设在所述执行机构安装腔的内壁面与所述调整元件之间以调整所述致动器的预紧力；控制器，所述控制器与所述致动器相连以控制所述致动器伸缩；致动器上顶块，所述致动器上顶块设在所述调整元件与所述致动器的上端之间；致动器下顶块，所述致动器下顶块设在所述致动器的下端与所述杠杆的第二端之间，所述杠杆与所述致动器下顶块和所述基体柔性连接。

根据本发明实施例的流体微量喷射装置的执行系统，通过设置与执行机构配合的调整元件和多个间隙片，调节间隙片的个数或厚度，可以调节执行机构的预紧力，使执行机构达到较好的预紧力，从而调节活动元件的活动位移以调节流体微量喷射装置的流体喷射效果，同时，致动器下顶块、杠杆与所述基体之间柔性连接，可以减少杠杆的和致动器下顶块的磨损，延长执行系统整体使用寿命。

根据本发明的一个实施例，所述杠杆与所述致动器下顶块和所述基体之间分别通过铰链相连。

根据本发明的一个实施例，所述杠杆与所述致动器下顶块一体成型。

根据本发明的一个实施例，所述杠杆与所述致动器下顶块和所述基体之间分别通过连接柱相连，所述连接柱的两侧壁面的截面分别形成为朝向相对的圆弧形。

根据本发明的一个实施例，所述调整元件的下表面形成为向上凹入的弧形面，所述致动器上顶块的上表面形成为向上突出的弧形面，所述致动器上顶块的上表面的半径小于所述调整元件的下表面的半径。

根据本发明的一个实施例，所述杠杆的第一端的下表面设有凸起，所述凸起的截面形成为圆弧形且止抵所述活动元件的上端面。

根据本发明的一个实施例，所述执行系统还包括：导向座，所述导向座设在所述定位孔内，所述导向座内设有沿其轴向贯通的导向孔，所述活动元件沿所述导向孔的轴向可活动地设在所述导向座上。

根据本发明的一个实施例，所述活动元件包括：圆柱轴，所述圆柱轴沿其轴向可活动地设在所述导向孔内，所述圆柱轴的下端形成为球头；上端平台，所述上端平台设在所述圆柱轴的上端，所述上端平台的尺寸大于所述圆柱轴的半径，所述上端平台和所述导向座之间设有第一弹性元件。

根据本发明的一个实施例，所述导向座包括：定位凸台，所述定位凸台可拆卸地设在所述定位孔内；上凸圆柱，所述上凸圆柱设在所述定位凸台上部且与所述定位凸台同轴设置，所述上凸圆柱的径向尺寸小于所述定位凸台的径向尺寸，所述导向孔贯通所述上凸圆柱和所述定位凸台，所述第一弹性元件形成为套设在所述上凸圆柱上且两端分别止抵所述定位凸台和所述上端平台的弹簧。

根据本发明的一个实施例，所述定位孔与所述执行机构安装腔连通的一端设有径向尺寸大于所述定位孔的径向尺寸的定位凹槽，所述执行系统还包括：定位座，所述定位座设在所述定位凹槽内，所述导向座沿轴向穿过所述定位座；第二弹性元件，所述第二弹性元件设在所述定位座与所述杠杆的第一端之间。

根据本发明的一个实施例，所述第二弹性元件形成为弹簧，所述第二弹性元件的两端分别止抵所述定位座的上表面和所述杠杆的第一端的下表面。

根据本发明的一个实施例，所述定位座的外轮廓大致形成为方形，所述定位座的上表面的外周设有多个沿其周向间隔开布置的突出部，每个所述突出部的内表面分别形成为与所述第二弹性元件的外轮廓形状相对应的弧形面。

根据本发明第二方面实施例的流体微量喷射装置，包括根据上述实施例所述的流体微量喷射装置的执行系统。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的流体微量喷射装置的执行系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的流体微量喷射装置的执行系统的基体的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的流体微量喷射装置的执行系统的活动元件的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的流体微量喷射装置的执行系统的导向座的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的流体微量喷射装置的执行系统的致动器上顶块的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的流体微量喷射装置的执行系统的调整元件的结构示意图；

图7是根据本发明实施例的流体微量喷射装置的执行系统的定位座的结构示意图。

附图标记：

执行系统100；

基体110；执行机构安装腔111；定位孔112；定位凹槽1121；定位槽113；控制器安装腔114；

活动元件120；圆柱轴121；球头122；上端平台123；

调整元件130；

杠杆141；第二凸起1413；

致动器142；控制器143；致动器上顶块144；致动器下顶块145；连接柱146；

导向座150；导向孔151；定位凸台152；安装槽口1521；上凸圆柱153；

第一弹性元件160；

定位座170；突出部171；

第二弹性元件180。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图具体描述根据本发明实施例的流体微量喷射装置的执行系统100。

如图1-至图7所示，根据本发明实施例的流体微量喷射装置的执行系统100包括基体110、活动元件120、执行机构、调整元件130和多个间隙片。

具体而言，基体110内限定有执行机构安装腔111，基体110上设有与执行机构安装腔111导通的定位孔112，活动元件120可活动地设在定位孔112内，执行机构可活动地设在执行机构安装腔111内，执行机构与活动元件120相连以限定执行机构的横向位移，多个间隙片设在执行机构安装腔111的内壁面与调整元件130之间以调整执行机构的预紧力。

如图2所示，基体110上设有执行机构安装腔111和定位孔112，执行机构安装在执行机构安装腔111内，活动元件120设在定位孔112内并且与执行机构配合以由执行机构驱动，调整元件130也设在执行机构安装腔111内并且与执行机构的至少一部分相连以限定执行机构的横向位移，使其不受横向力，调整元件130与执行机构安装腔111的内壁面之间设有多个间隙片，间隙片的个数或者厚度可以调节，从而可以不同程度的挤压执行机构，通过挤压执行机构，使执行机构达到较好的运动初始状态，以达到调整喷射系统100的流体喷射效果的目的。

其中需要说明的是，根据本发明实施例的流体微量喷射装置可以由执行系统100和流道组件组成，执行系统100主要用于控制活动元件120的运行，流道组件设有与流体容纳结构流通的流道，执行系统100通过控制活动元件120的运行与否以及运行的位移，与流道组件配合时可以打开或关闭流道组件的喷嘴，从而达到打开、关闭流体微量喷射装置或调节流体微量喷射装置的喷射效果的目的。流道组件的结构对于本领域技术人员来说是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

由此，根据本发明实施例的流体微量喷射装置的执行系统100，通过设置与执行机构配合的调整元件130和多个间隙片，调节间隙片的个数或厚度，可以调节执行机构的预紧力，使执行机构达到较好的预紧力，从而调节活动元件120的活动位移以调节流体微量喷射装置的流体喷射效果。

根据本发明的一个实施例，执行机构包括杠杆141、致动器142和控制器143。

具体地，杠杆141设在执行机构安装腔111内且杠杆141的两端可活动，杠杆141的第一端与活动元件120相连以控制活动元件120活动，致动器142可伸缩地设在执行机构安装腔111内，致动器142与杠杆141的第二端相连以控制杠杆141活动，调整元件130与致动器142相连限定致动器的横向位移，间隙片设在执行机构安装腔111的内壁面与调整元件130之间以调整致动器142的预紧力，控制器143与致动器142相连以控制致动器142伸缩。

如图1所示，图中的左端为杠杆141的第一端，图中的右端为杠杆141的第二端，杠杆141绕沿水平方向的轴线可转动，杠杆141的左端与活动元件120的上端相连以在上下活动时驱动活动元件120沿上下方向可活动。致动器142设在杠杆141的右端且沿上下方向可伸缩，致动器142的下端与杠杆141的右端相连，致动器142沿上下方向伸缩以挤压或松开杠杆141的右端。调整元件130与致动器142的上端相连，通过调整执行机构安装腔111的内壁面与调整元件130之间的间隙片的个数或者厚度，可以调整向下挤压致动器142的作用力，从而调整致动器142向下挤压杠杆141的右端的作用力，使致动器142达到较好的运动初始状态，执行机构的运动位移则由致动器142在不同电压下产生的不同位移所实现。另外，基体110内可以设置用于安装控制器143的控制器安装腔114。

由此，根据本发明实施例的执行系统100，通过杠杆141、致动器142和调整元件130的配合，便可以方便地调节活动元件120的活动位移，从而达到调节流体微量喷射装置的流体喷射效果的目的，结构简单，操作方便，并且通过控制间隙片的厚度，可以更精确的调节活动元件120的活动位移。

如图1所示，在本发明的一些具体实施方式中，执行机构还包括致动器上顶块144和致动器下顶块145，致动器上顶块144设在调整元件130与致动器142的上端之间，致动器下顶块145设在致动器142的下端与杠杆141的第二端之间，杠杆141与致动器下顶块145和基体110柔性连接。

也就是说，致动器142的上下两端分别设有顶块结构以避免致动器142直接与杠杆141或基体110接触，其中，致动器142的上端设有致动器上顶块144，致动器142的下端设有致动器下顶块145，致动器142通过致动器上顶块144止抵调整元件130，致动器142通过致动器下顶块145止抵杠杆141。并且致动器下顶块145与杠杆141和基体110之间柔性连接，可以减少杠杆141的和致动器下顶块145的磨损，延长执行系统整体使用寿命。

根据本发明的一个实施例，杠杆141与致动器下顶块145和基体110之间通过铰链连接。在本发明的另一些具体实施方式中，杠杆141与致动器下顶块145一体成型。由此，通过不同的方式实现杠杆141与基体110和致动器下顶块145的连接，在减少磨损的前提下，可以实现执行系统的装配多样性。

在本发明的一些具体实施方式中，杠杆141与致动器下顶块145和基体110之间分别通过连接柱146相连，连接柱146的两侧分别形成为朝向相对的圆弧形。

具体地，如图1和图2所示，在本申请中，杠杆141的右端的上表面和下表面分别通过连接柱146与致动器下顶块145和基体110相连，并且连接柱146的两侧分别形成为弧形面，连接柱146两侧的弧形面的开口朝向相背。由此，在保证杠杆141与基体110和致动器下顶块145的连接结构稳定性的基础上，可以提高杠杆141的柔性，保证其变形性能。

根据本发明的一个实施例，调整元件130的下表面形成为向上凹入的弧形面，致动器上顶块144的上表面形成为向上突出的弧形面，致动器上顶块144的上表面的半径小于调整元件130的下表面的半径。

如图1所示，在本申请中，调整元件130与致动器上顶块144配合的表面分别形成为弧形面，并且致动器上顶块144的上表面的凸面半径小于调整元件130的凹面半径，由此可形成点接触，便于致动器142空间位置的自动调整。

可选地，在本发明的一些具体实施方式中，杠杆141的第一端的下表面设有第二凸起1413，第二凸起1413的截面形成为圆弧形且止抵活动元件120的上端面。

具体地，如图1和图2所示，杠杆141的左端的下表面设有第二凸起1413，第二凸起1413止抵活动元件120的上端面，圆弧状凸起结构有利于形成线接触，降低摩擦力影响。

其中，杠杆141为高刚度结构，保证各个接触面在长期工作过程中，不发生形变影响位移、撞击力的传递。

根据本发明的一个实施例，流体微量喷射装置的执行系统100还包括导向座150，导向座150设在定位孔112内，导向座150内设有沿其轴向贯通的导向孔151，活动元件120沿导向孔151的轴向可活动地设在导向座150上。由此，可以保证活动元件120的活动轨迹，提高其运行稳定性。

可选地，如图4所示，活动元件120包括圆柱轴121和上端平台123。其中，圆柱轴121沿其轴向可活动地设在导向孔151内，圆柱轴121的下端形成为球头122，上端平台123设在圆柱轴121的上端，上端平台123的尺寸大于圆柱轴121的半径，上端平台123和导向座150之间设有第一弹性元件160。

圆柱轴121与上端平台123垂直，同时与导向孔151配合，使活动元件120沿导向孔151上下运动，球头122与流道组件的喷嘴轴线同轴且紧密接触，使流体可以密封在流道组件中。

由此，通过在活动元件120和导向座150之间设置第一弹性元件160，在杠杆141对活动元件120的作用力消失之后，活动元件120可以在第一弹性元件160的回复力作用下回复至初始位置，实现对流道组件的开关和调节，使用和操作更方便。

在本发明的一些具体实施方式中，导向座150包括定位凸台152和上凸圆柱153，其中，定位凸台152可拆卸地设在定位孔112内，例如可以是螺纹连接，当定位凸台152与基体110的定位孔112拧紧之后，定位凸台152的底面与基体110的底面平齐，导向座150轴线与定位孔112同轴且垂直于基体110的底面。

上凸圆柱153设在定位凸台152上部且与定位凸台152同轴设置，上凸圆柱153的径向尺寸小于定位凸台142的径向尺寸，导向孔151贯通上凸圆柱153和定位凸台152，第一弹性元件160形成为套设在上凸圆柱153上且两端分别止抵定位凸台152和上端平台123的弹簧。由此，该结构的导向座150与弹簧配合，可以保证弹簧装配稳定，同时上端平台123将第一弹性元件60的反向力传递到基体110上，保证力值稳定。

另外，定位凸台152上还可以设置安装槽口1521，从而方便定位凸台152的内嵌配合，便于导向座150与基体110的安装和拆卸。

根据本发明的一个实施例，定位孔112与执行机构安装腔111连通的一端设有径向尺寸大于定位孔112的径向尺寸的定位凹槽1121，执行系统100还包括定位座170和第二弹性元件180。

具体地，定位座170设在定位凹槽1121内，导向座150沿轴向穿过定位座170，第二弹性元件180设在定位座170与杠杆141的第一端之间。可选地，第二弹性元件180形成为弹簧，第二弹性元件180的两端分别止抵定位座170的上表面和杠杆141的第一端的下表面。

也就是说，在定位孔112内还设有定位座170，定位座170固定在定位座112的定位凹槽1121内，定位座170与杠杆141的左端之间设有第二弹性元件180，第二弹性元件180位套设在第一弹性元件160外的弹簧。

第二弹性元件180的上端面与第二弹性元件180轴线垂直，且与杠杆141左端底部紧密接触，便于作用于杠杆141的力的传递，使杠杆141及时达到相应位置，第二弹性元件180的下端面与第二弹性元件180轴线垂直，且与定位座170紧密接触，将反向力通过定位座170传递到基体110上，保证力值稳定，第二弹性元件180外径与定位座170上沉孔配合，便于保证第二弹性元件180位置稳定。

如图7所示，根据本发明的一个实施例，定位座170的外轮廓大致形成为方形，定位座170的上表面的外周设有多个沿其周向间隔开布置的突出部171，每个突出部171的内表面分别形成为与第二弹性元件180的外轮廓形状相对应的弧形面。突出部171的内表面形成弧形面，可以与第二弹性元件180的外径配合，保证第二弹性元件180的位置稳定，突出部171的结构可以限制第二弹性元件180的位置，提高其结构稳定性。

下面具体描述根据本发明实施例的流体微量喷射装置的执行系统100的装配过程以及装配特征。

首先，将定位座170和第二弹性元件180组装后装入基体110的定位凹槽1121中，定位座170底面与定位凹槽1121底面贴合，杠杆141的左端与第二弹性元件180的上端面贴合，下平面与端部凸台1461的凸台面贴合。

然后将调整元件130、致动器上顶块144、致动器142、致动器下顶块145按照顺序装入基体110中，调整元件130的侧立面与基体110的侧立面配合，致动器下顶块145的凹口1451与杠杆141右端的第一凸起1412配合。将活动元件120、第一弹性元件160、导向座150装配在一起，再通过导向座150上的螺纹旋入定位孔112中。由此即可实现流体微量喷射装置的执行系统100的装配，各个器件紧密配合，除杠杆141的摆动自由度之外，其它自由度被限制为零。

流体微量喷射装置的执行系统100各部件的装配特征如下：

致动器142与致动器上顶块144、致动器下顶块145需要紧密装配，可采用粘接方式。在粘接时，需要使用量块进行校准三个件的位置，保证致动器上顶块144的球心在压电致动器142的轴线上，致动器下顶块145的凹口1451的凹面轴线与压电致动器142的轴线相交且垂直。

在装配时，可以借助装配工装将杠杆141向下运动，压缩第二弹性元件180，使杠杆141右端凸面位置降低，便于装入已粘接好致动器上顶块144、致动器下顶块145的压电致动器142；在装入压电致动器142之前，需要将调整元件130装入执行系统100基体110的调整凹槽中，再将致动器上顶块144的弧形凸面装入调整元件130的弧形凹面中，然后将致动器下顶块145的凹口1451与杠杆141的第一凸起1412进行装配。

在调整元件130的平面与基体110的调整凹槽上平面之间，加入一定厚度的间隙片，使第二弹性元件180反向作用于杠杆141左端的作用力与压电致动器142作用于杠杆141右端的作用力达到平衡，给压电致动器142施加预紧力并保证此时的杠杆141达到水平状态。

第一弹性元件160套入导向座150上凸圆柱153，再将活动元件120从第一弹性元件中间装入导向座150的导向孔151内，然后将导向座150旋入执行系统基体110的定位孔112中，使导向座150的定位凸台152与执行系统基体110的定位孔112配合并紧固，同时保证活动元件120上平面与杠杆141左端凸面完全贴合在一起，使压电致动器142通过杠杆141传递的位移及作用力充分传递到活动元件120上，使活动元件120抬起高度、撞击力可控。

根据本发明实施例的流体微量喷射装置包括根据上述实施例的流体微量喷射装置的执行系统100，由于根据本发明上述事实的执行系统100具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的流体微量喷射装置也具有相应的技术效果，即可以有效调节流体喷射效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。