強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置及其驅動方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術公開了一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置及其驅動方法，以解決當前壓電噴水推進裝置驅動力小、功率密度低等問題。本發(fā)明專利技術包括閥用單晶片、閥用金屬基板、端蓋、支撐橡膠圈、密封圈、腔體、緊固螺栓、泵腔驅動組件、放大膜片、夾緊塊、泵用金屬基板、前端蓋和緊固螺釘；腔體有閥腔入水口、泵腔入水口和泵腔出水口，閥腔入水口和泵腔入水口分別有閥用和泵用主動閥座，泵腔出水口內(nèi)壁有疏水結構。施加電信號于閥用單晶片和泵用驅動組件，激發(fā)其分別產(chǎn)生伸縮變形，使閥腔和泵腔容積交替變化，實現(xiàn)流體的吸入與噴出，在噴水反作用力下，實現(xiàn)裝置的推進。本發(fā)明專利技術具有驅動力大、功率密度高等優(yōu)勢，在微量噴射、軍事探測等領域有廣闊應用前景。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置及其驅動方法，屬于噴水推進

技術介紹
噴水推進裝置是利用推進泵噴出水流的反作用力產(chǎn)生推進力，進而實現(xiàn)運動輸出的微型推進器。泵作為推進裝置的動力源在噴水推進技術中居于重要的地位，目前噴水推進裝置中采用的推進泵主要是軸流泵、混流泵和離心泵，此種動力泵存在功率密度低、抗干擾能力差、結構復雜等缺點，使得噴水推進技術很難滿足當前機器人、小型探測、精密儀器等領域的應用需求。20世紀70年代發(fā)展起來的壓電泵是典型的微小型驅動裝置，具有易于微型化、動態(tài)響應快、抗電磁干擾等特點。近年來，以壓電泵作為噴水推進裝置動力源實現(xiàn)運動輸出的研究，受到了廣泛的關注。與傳統(tǒng)噴水推進裝置相比，因其具有功率密度高、結構簡單緊湊、驅動力大等技術優(yōu)勢，在微量噴射、軍事探測、水下機器人等
具有廣闊應用前景。中國技術專利《微型噴水推進泵》，授權公告號為CN200989293Y，授權公告日為2007年12月12日，公開的一種微型噴水推進泵，主要由泵體、泵腔、壓電振子組成，以壓電振子為驅動元件，壓電振子由其周邊的彈性元件支撐在泵體與封蓋之間構成的腔體內(nèi)，泵體上設有入口流道和出口流道，入口流道對應的閥腔軸線與出口流道軸線處于同一平面且相互垂直，入口處采用橡膠截止閥作為入口閥，出口即是噴口，噴口處不設閥，與外界常通，由泵腔、閥腔和噴口組成的泵內(nèi)腔體為不封閉腔體；中國技術專利《壓電噴水推進裝置》，授權公告號為CN202574604U，授權公告日為2012年05月07日，公開的一種壓電噴水推進裝置，其上蓋和泵體固定連接，壓電振子周邊用上彈性橡膠圈、下彈性橡膠圈支撐，并與上蓋形成泵腔，該上蓋與泵體間有密封圈，泵體上設有入水口一和入水口二，在壓電振子與兩個入水口間設有閥腔，在入水口一和入水口二處分別固定連接傘形橡膠閥一和傘形橡膠閥二，兩個入水口間開有出水噴口，出水噴口與外界直接相連。上述幾種實現(xiàn)方式的壓電噴水推進裝置，其雖能在一定激勵電信號作用下，通過流體的吸入與噴出過程實現(xiàn)裝置的推進運動輸出，但該實現(xiàn)方式的壓電噴水推進裝置存在驅動力小、功率密度低等技術問題，限制了其在微量噴射、軍事探測、水下機器人等
的應用與發(fā)展。
技術實現(xiàn)思路
為了解決當前壓電噴水推進裝置存在驅動力小、功率密度低等技術問題，本專利技術公開了一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置及其驅動方法。本專利技術所采用的技術方案是：所述強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置由閥用單晶片、閥用金屬基板、端蓋、支撐橡膠圈、密封圈、腔體、緊固螺栓、泵用驅動組件、放大膜片、夾緊塊、泵用金屬基板、前端蓋和緊固螺釘組成。所述閥用單晶片為d33激振模式圓形壓電陶瓷片，沿厚度方向極化，所述閥用單晶片一側端面與閥用金屬基板膠粘連接，所述閥用單晶片的通電導線通過端蓋上的導線孔引出。所述閥用金屬基板為金屬彈性體結構，布置于閥腔的內(nèi)階梯圓環(huán)面上，且通過支撐橡膠圈夾持固定安裝于端蓋與腔體之間。所述端蓋的水平側面設置有內(nèi)腔結構，所述端蓋內(nèi)腔壁上設置有導線孔結構，所述端蓋的水平側面還設置有圓環(huán)槽結構，所述端蓋的水平側面還設置有密封環(huán)形槽結構，所述端蓋的水平側面還設置有四個通孔結構，所述端蓋的垂直側面一側設置有兩個內(nèi)螺紋孔結構，所述端蓋的垂直側面一側還設置有密封環(huán)形槽結構，所述端蓋垂直側面一側還設置有半圓形通孔結構，所述半圓形通孔的內(nèi)側面與腔體一側面膠粘密封，所述半圓形通孔的端面與另一端蓋半圓形通孔的端面膠粘密封。所述支撐橡膠圈與密封圈均為圓環(huán)結構彈性體。所述腔體設置有閥腔結構，所述腔體還設置有內(nèi)階梯圓環(huán)面結構，所述腔體還設置有圓環(huán)槽結構，所述腔體還設置有密封環(huán)形槽結構，所述腔體還設置有閥腔入水口結構，所述閥腔入水口設置有閥用主動閥座結構，所述腔體還設置有泵腔入水口結構，所述腔體還設置有泵腔出水口結構，所述泵腔出水口設置有泵用主動閥座結構，所述泵腔出水口內(nèi)壁設置有疏水結構。所述泵用驅動組件包括前匹配桿、封裝壓電疊堆和后匹配桿；所述前匹配桿為階梯圓柱狀彈性體結構，其小徑一側端部設置有外螺紋結構；所述后匹配桿為圓柱結構彈性體，其一側端部中心位置設有內(nèi)螺紋孔結構，所述后匹配桿一側端部還對稱設置有兩個圓形凹槽結構，所述后匹配桿另一側端面與泵用金屬基板膠粘連接，所述封裝壓電疊堆的通電導線通過前端蓋上的導線孔引出。所述放大膜片為圓形彈性體結構，布置于夾緊塊一側端面的圓形槽內(nèi)。所述夾緊塊一側端面中心位置設有通孔結構，所述夾緊塊一側端面還設置有圓形槽結構，所述夾緊塊一側端面還設置有密封環(huán)形槽結構，所述夾緊塊另一側端面設置有圓環(huán)槽結構，所述夾緊塊另一側端面還設置有密封環(huán)形槽結構，所述夾緊塊另一側端面四周還設置有四個通孔結構。所述泵用金屬基板為金屬彈性體結構，布置于前端蓋的內(nèi)階梯圓環(huán)面上，且通過支撐橡膠圈夾持固定安裝于前端蓋與夾緊塊之間，所述泵用金屬基板的一側端面與泵用驅動組件膠粘連接。所述前端蓋設置有內(nèi)腔結構，所述前端蓋內(nèi)腔壁上設置有導線孔結構，所述前端蓋一側端面設置有內(nèi)階梯圓環(huán)面結構，所述前端蓋一側端面還設置有圓環(huán)槽結構，所述前端蓋一側端面還設置有密封環(huán)形槽結構，所述前端蓋另一側端面設置有四個沉頭通孔結構。本專利技術的有益效果是：施加交流激勵電信號于閥用單晶片與泵用驅動組件，分別激發(fā)使其產(chǎn)生縱向伸縮變形，致使閥腔和泵腔容積交替變化，完成流體的吸入與噴出，在噴水的反作用力下，實現(xiàn)裝置的推進運動輸出。本專利技術具有驅動力大、功率密度高等技術優(yōu)勢，在微量噴射、軍事探測、水下機器人等
具有廣闊的應用前景。附圖說明圖1所示為本專利技術提出的一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置的剖視圖；圖2所示為本專利技術提出的一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置的側視圖；圖3所示為本專利技術提出的一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置端蓋的俯視圖；圖4所示為本專利技術提出的一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置端蓋的A-A向剖視圖；圖5所示為本專利技術提出的一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置端蓋的側視圖；圖6所示為本專利技術提出的一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置腔體的剖視圖；圖7所示為本專利技術提出的一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置腔體中出水口疏水結構的局部放大圖；圖8所示為本專利技術提出的一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置腔體的俯視圖；圖9所示為本專利技術提出的一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置腔體的側視圖；圖10所示為本專利技術提出的一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置泵用驅動組件的剖視圖；圖11所示為本專利技術提出的一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置泵用驅動組件中前匹配桿的主視圖；圖12所示為本專利技術提出的一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置泵用驅動組件中前匹配桿的側視圖；圖13所示為本專利技術提出的一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置泵用驅動組件中封裝壓電疊堆的主視圖；圖14所示為本專利技術提出的一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置泵用驅動組件中后匹配桿的剖視圖；本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置，由閥用單晶片（1）、閥用金屬基板（2）、端蓋（3）、支撐橡膠圈（4）、密封圈（5）、腔體（6）、緊固螺栓（7）、泵用驅動組件（8）、放大膜片（9）、夾緊塊（10）、泵用金屬基板（11）、前端蓋（12）和緊固螺釘（13）組成。

【技術特征摘要】
1.一種強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置，由閥用單晶片（1）、閥用金屬基板（2）、端蓋（3）、支撐橡膠圈（4）、密封圈（5）、腔體（6）、緊固螺栓（7）、泵用驅動組件（8）、放大膜片（9）、夾緊塊（10）、泵用金屬基板（11）、前端蓋（12）和緊固螺釘（13）組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置，其特征在于：所述端蓋（3）水平側面設置有內(nèi)腔（3-1）結構，所述端蓋（3）內(nèi)腔壁（3-1-1）上設置有導線孔（3-2）結構，所述端蓋（3）水平側面還設置有圓環(huán)槽（3-3）結構，所述端蓋（3）水平側面還設置有密封環(huán)形槽（3-4）結構，所述端蓋（3）水平側面還設置有四個通孔（3-5）結構，所述端蓋（3）垂直側面一側設置有兩個內(nèi)螺紋孔（3-6）結構，所述端蓋（3）垂直側面一側還設置有密封環(huán)形槽（3-7）結構，所述端蓋（3）垂直側面一側還設置有半圓形通孔（3-10）結構，所述半圓形通孔（3-10）內(nèi)側面（3-8）與腔體（6）一側面膠粘密封，所述半圓形通孔（3-10）端面（3-9）與另一端蓋（3）半圓形通孔（3-10）端面（3-9）膠粘密封。
3.根據(jù)權利要求1所述的強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置，其特征在于：所述腔體（6）設置有閥腔（6-1）結構，所述腔體（6）還設置有內(nèi)階梯圓環(huán)面（6-2）結構，所述腔體（6）還設置有圓環(huán)槽（6-3）結構，所述腔體（6）還設置有密封環(huán)形槽（6-4）結構，所述腔體（6）還設置有閥腔入水口（6-5）結構，所述閥腔入水口（6-5）設置有閥用主動閥座（6-6）結構，所述腔體（6）還設置有泵腔出水口（6-9）結構，所述泵腔出水口（6-9）內(nèi)壁設置有疏水結構（6-9-1），所述泵腔出水口（6-9）還設置有泵用主動閥座（6-8）結構。
4.根據(jù)權利要求1所述的強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置，其特征在于：所述夾緊塊（10）一側端面中心位置設有通孔（10-1）結構，所述夾緊塊（10）一側端面還設置有圓形槽（10-2）結構，所述夾緊塊（10）一側端面還設置有密封環(huán)形槽（10-3）結構，所述夾緊塊（10）另一側端面設置有圓環(huán)槽（10-4）結構，所述夾緊塊（10）另一側端面還設置有密封環(huán)形槽（10-5）結構，所述夾緊塊（10）另一側端面四周還設置有四個通孔（10-6）結構。
5.根據(jù)權利要求1所述的強力輸出夾心式主動型噴水推進裝置，其特征在于：所述前端蓋（12）設置有內(nèi)腔（12-1）結構，所述前端蓋（12）內(nèi)腔壁（12-1-1）與泵用壓電疊堆（8）膠粘連接，所述前端蓋（12）內(nèi)腔壁（12-1-1）上設置有導線孔（12-5）結構，所述前端蓋（12）一側端面設置有內(nèi)階梯圓環(huán)面（12-2）結構，所述前端蓋（12）一側端面還設置有圓環(huán)槽（12-3）結構，所述前端蓋（12）一側端面還設置有密封環(huán)形槽（12-4）結構，所述前...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：何麗鵬，趙宏偉，陳棟，李慧茹，
申請(專利權)人：長春工業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：吉林;22