专利名称：一种手指式泵及其驱动方式的制作方法
技术领域：
本发明属于机械技术领域，涉及对流体机械学科中一种手指式泵及其驱动方式的改进。
但是这种形式的手指式泵机构精度高、结构复杂、调控困难，并且产生磁力线。这对医疗、保健、卫生等领域血管给药、定时定量输液以及户外急救等方面已被广泛应用的手指式泵产生了极大的限制和不利影响。
本发明的技术方案见
图1-3所示。它包括有滑动头1与缸体2构成的液压柱塞机构，特征在于该液压柱塞机构由固定体3同连接管4连接，连接管4的另一开口连接泵体6的出口，泵体6内用常规连接固定着压电陶瓷振子7，这样由1、2、3、4、6、7组成内封装入不可压缩性流体封闭腔体(如液压油)，这种封闭腔体放置在软管9上，9下放置垫平硬物10。
这种手指式泵，其特征在于采用了n个由1、2、3、4、6、7组成的封闭腔体并列放置在9上，其中10＞n＞2，并至少采用1套固定用平垫8，1套垫平硬物10。
这种手指式中采用的压电陶瓷振子7是压电陶瓷片与金属振动放大片的粘贴复合体，7-1为压电陶瓷片，7-2为金属片，7-3为粘接剂。用压电陶瓷片7-1与金属振动放大片7-2粘贴后的复合体制成压电陶瓷振子7。
本发明中手指式泵驱动方式特征在于①对n个由1、2、3、4、6、7组成的封闭腔体中的压电陶瓷振子7施加不同相位角的交变电压，其施加方法采用公式为Vn[Vn＝ASin(ωt+φnN)]，φnN＝(2π/n)(N-1)，N＝1，2…n，φnN为相位角，n为封闭腔体的总数，N为具体第几个封闭腔体的顺序数，ω为角频率，t为时间，A为最大幅值；②当依次对这n个封闭腔体中的压电陶瓷振子7施加不同相位角的交变电压时，n个压电陶瓷振子7将沿轴向往复凸凹变形，压电陶瓷振子7就对腔内流体施以往复力，滑动头1发生往复活塞运动，9中的流体受到来自n个滑动头1的依次按动，便产生流动。
构成的手指式压电陶瓷泵的工作原理图2所示如下对第一个如图1所示机构施加交变电压V1[V1＝ASin(ωt+φ1N)]，对第二个如图1所示机构施加交变电压V2[V2＝ASin(ωt+φ2N)]……对第n个如图1所示机构施加交变电压Vn[Vn＝ASin(ωt+φnN)]，φnN＝(2π/n)(N-1)，N＝1，2…n，在这里，φnN为相位角，n为图1所示机构的总数，N为具体第几个如图1所示机构的顺序数，ω为角频率，t为时间，A为最大幅值。
在这种驱动方式中对诸机构施加的交变电压只是等间隔的改变了相位角，实际上对n个封闭腔体中的压电陶瓷振子7所施加力的间隔，可采用任一种通用的改变相位角的方法实施。
本发明巧妙地利用了压电陶瓷的逆压电效应，使原本结构复杂手指式泵变得简单。由于压电陶瓷的动力源不产生磁场，所以这种泵在医疗等领域应用时，可以省略防磁系统，同时这种泵可以用改变电压的方式来调控流量与压力，使控制直接而且方便。
实现相位角改变有众多的方法，这里只举施加电容为例。这样诸如图1所示机构的滑动头1将产生类似手指弹琴键式的依次下按动作，来按动软管中的流体，流体受到来自滑块的依次按动，便产生流动。
如果把滑动头1的面积设为S1，移动量设为L1，电陶瓷振子7的面积设为S2，平均移动量设为L2，那么，L1=S2S1L2,S2>S1-----(1)]]>本发明利用了流体力学中的帕斯卡定理，使压电陶瓷振子7的微小振动所产生的位移量，在滑动头1得以放大。滑动头1的运动方程为xn＝L1nSin(ωt+φnN)(2)
权利要求
1.一种手指式泵，包括有滑动头(1)与缸体(2)构成的液压柱塞机构，本发明的特征在于该液压柱塞机构由固定体(3)同连接管(4)连接，连接管(4)的另一开口连接泵体(6)的出口，泵体(6)内用常规连接固定着压电陶瓷振子(7)，这样由(1)、(2)、(3)、(4)、(6)、(7)组成内封装入不可压缩性流体封闭腔体，这种封闭腔体放置在软管(9)上，(9)下放置垫平硬物(10)。
2.根据权利要求1所述的一种手指式泵，其特征在于采用了n个由(1)、(2)、(3)、(4)、(6)、(7)组成的封闭腔体并列放置在(9)上，其中10＞n＞2，并至少采用1套固定用平垫(8)，1套垫平硬物(10)。
3.根据权利要求1所述的一种手指式泵，其特征在于是采用压电陶瓷片7-1与金属振动放大片7-2粘贴后的复合体制成压电陶瓷振子(7)。
4.一种手指式泵驱动方式，其特征在于①对n个由(1)、(2)、(3)、(4)、(6)、(7)组成的封闭腔体中的压电陶瓷振子(7)施加不同相位角的交变电压，其施加方法采用公式为Vn[Vn＝ASin(ωt+φnN)]，φnN＝(2π/n)(N-1)，N＝1，2…n，φnN为相位角，n为封闭腔体的总数，N为具体第几个封闭腔体的顺序数，ω为角频率，t为时间，A为最大幅值；②当依次对这n个封闭腔体中的压电陶瓷振子(7)施加不同相位角的交变电压时，n个压电陶瓷振子(7)将沿轴向往复凸凹变形，压电陶瓷振子(7)就对腔内流体施以往复力，滑动头(1)发生往复活塞运动，(9)中的流体受到来自n个滑动头(1)的依次按动，便产生流动。
5.根据权利要求1所述的一种手指式泵驱动方式，其特征在于，对n个封闭腔体中的压电陶瓷振子(7)所施加力的间隔，是等间隔的改变了相位角，可采用任一种通用的改变相位角的方法实施。
全文摘要
一种手指式泵及其驱动方式涉及流体机械学科,包括有滑动头1与缸体2构成的液压柱塞机构,并由固定体3同连接管4连接,连接管4的另一开口连接泵体6的出口,泵体6内用常规连接固定着压电陶瓷振子7,这样由1、2、3、4、6、7组成内封装入不可压缩性流体封闭腔体,n个上述机构并列放置在软管9上,9下垫10。当依次对这n个封闭腔体中的压电陶瓷振子7施加不同相位角的交变电压时,n个压电陶瓷振子7将沿轴向往复凸凹变形,就对腔内流体施以往复力,滑动头1发生往复活塞运动,9中的流体受到来自n个滑动头1的依次按动,便产生流动。该手指式泵结构简单。在医疗等领域应用时,可省略防磁系统,同时这种泵使控制既直接又方便。
文档编号F04B43/02GK1373294SQ02117260
公开日2002年10月9日 申请日期2002年4月23日 优先权日2002年4月23日
发明者张建辉 申请人:北京工业大学