電陶瓷片8-3構(gòu)成激振組Al，并施加某一頻率的正弦波周期電信號，所述栗用驅(qū)動組件8中另一側(cè)布置的2片毛激振模式的壓電陶瓷片8-3構(gòu)成激振組A2，并施加同一頻率的余弦波周期電信號；所述激振組Al與激振組A2施加的交流激勵電信號的相位差為90度或270度，所述激振組Al與激振組A2施加的交流激勵電信號的相位差分別為90度和270度時，可分別實現(xiàn)栗用驅(qū)動組件8兩個方向的搖頭運動，并產(chǎn)生兩個方向的離心力；所述閥用單晶片I與栗用驅(qū)動組件8通以交流激勵電信號的相位差為180度。
【主權(quán)項】
1.一種夾心式縱扭復(fù)合激振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)、栗用驅(qū)動組件(8)、放大膜片(9)、夾緊塊(10)、栗用金屬基板(11)、前端蓋(12)和緊固螺釘(13)組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾心式縱扭復(fù)合激振主動型噴水推進裝置，其特征在于:所述端蓋(3)水平側(cè)面設(shè)置有內(nèi)腔(3-1)結(jié)構(gòu)，所述端蓋(3)內(nèi)腔壁(3-1-1)上設(shè)置有導(dǎo)線孔(3-2)結(jié)構(gòu)，所述端蓋(3)水平側(cè)面還設(shè)置有圓環(huán)槽(3-3)結(jié)構(gòu)，所述端蓋(3)水平側(cè)面還設(shè)置有密封環(huán)形槽(3-4)結(jié)構(gòu)，所述端蓋(3)水平側(cè)面還設(shè)置有四個通孔(3-5)結(jié)構(gòu)，所述端蓋(3 )垂直側(cè)面一側(cè)設(shè)置有兩個內(nèi)螺紋孔(3-6 )結(jié)構(gòu)，所述端蓋(3 )垂直側(cè)面一側(cè)還設(shè)置有密封環(huán)形槽(3-7 )結(jié)構(gòu)，所述端蓋(3 )垂直側(cè)面一側(cè)還設(shè)置有半圓形通孔(3-10 )結(jié)構(gòu)，所述半圓形通孔(3-10)內(nèi)側(cè)面(3-8)與腔體(6) —側(cè)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(quán)利要求1所述的夾心式縱扭復(fù)合激振主動型噴水推進裝置，其特征在于:所述腔體(6 )設(shè)置有閥腔(6-1)結(jié)構(gòu)，所述腔體(6 )還設(shè)置有內(nèi)階梯圓環(huán)面(6-2 )結(jié)構(gòu)，所述腔體(6)還設(shè)置有圓環(huán)槽(6-3)結(jié)構(gòu)，所述腔體(6)還設(shè)置有密封環(huán)形槽(6-4)結(jié)構(gòu)，所述腔體(6)還設(shè)置有閥腔入水口(6-5)結(jié)構(gòu)，所述閥腔入水口(6-5)設(shè)置有閥用主動閥座(6-6)結(jié)構(gòu)，所述腔體(6 )還設(shè)置有栗腔出水口( 6-9 )結(jié)構(gòu)，所述栗腔出水口( 6-9 )內(nèi)壁設(shè)置有疏水結(jié)構(gòu)(6-9-1)，所述栗腔出水口(6-9)還設(shè)置有栗用主動閥座(6-8)結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾心式縱扭復(fù)合激振主動型噴水推進裝置，其特征在于:所述夾緊塊(10) 一側(cè)端面中心位置設(shè)有通孔(10-1)結(jié)構(gòu)，所述夾緊塊(10) 一側(cè)端面還設(shè)置有圓形槽(10-2 )結(jié)構(gòu)，所述夾緊塊(10 ) —側(cè)端面還設(shè)置有密封環(huán)形槽(10-3 )結(jié)構(gòu)，所述夾緊塊(10)另一側(cè)端面設(shè)置有圓環(huán)槽(10-4)結(jié)構(gòu)，所述夾緊塊(10)另一側(cè)端面還設(shè)置有密封環(huán)形槽(10-5)結(jié)構(gòu)，所述夾緊塊(10)另一側(cè)端面四周還設(shè)置有四個通孔(10-6)結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾心式縱扭復(fù)合激振主動型噴水推進裝置，其特征在于:所述前端蓋(12)設(shè)置有內(nèi)腔(12-1)結(jié)構(gòu)，所述前端蓋(12)內(nèi)腔壁(12-1-1)與栗用壓電疊堆(8)膠粘連接，所述前端蓋(12)內(nèi)腔壁(12-1-1)上設(shè)置有導(dǎo)線孔(12-5)結(jié)構(gòu)，所述前端蓋(12)—側(cè)端面設(shè)置有內(nèi)階梯圓環(huán)面(12-2)結(jié)構(gòu)，所述前端蓋(12) —側(cè)端面還設(shè)置有圓環(huán)槽(12-3)結(jié)構(gòu)，所述前端蓋(12) —側(cè)端面還設(shè)置有密封環(huán)形槽(12-4)結(jié)構(gòu)，所述前端蓋(12 )另一側(cè)端面設(shè)置有四個沉頭通孔(12-6 )結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾心式縱扭復(fù)合激振主動型噴水推進裝置，其特征在于:所述閥用單晶片(I)為43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(I) 一側(cè)端面與閥用金屬基板(2)膠粘連接，所述閥用單晶片(I)的通電導(dǎo)線(1-1)通過端蓋(3)上的導(dǎo)線孔(3-2)引出。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾心式縱扭復(fù)合激振主動型噴水推進裝置，其特征在于:所述栗用驅(qū)動組件(8)包括前匹配桿(8-1)、通電電極片(8-2)、壓電陶瓷片(8-3)、后匹配桿(8-4)和絕緣套筒(8-5);所述前匹配桿(8-1)為階梯圓柱狀彈性體結(jié)構(gòu)，所述前匹配桿(8-1)小徑一側(cè)端部設(shè)置有外螺紋(8-1-3)結(jié)構(gòu)，所述前匹配桿(8-1)靠近外螺紋(8-1-3)一側(cè)設(shè)置有光滑外圓周表面(8-1-2)結(jié)構(gòu)，所述通電電極片(8-2)為設(shè)置有凸耳結(jié)構(gòu)的圓環(huán)形銅片，所述環(huán)形壓電陶瓷片(8-3)為4片圓環(huán)形壓電陶瓷片，所述4片壓電陶瓷片(8-3)中一側(cè)布置的2片壓電陶瓷片(8-3)采用1激振模式，其均沿厚度方向極化，且正極化面與正極化面相對布置，所述4片壓電陶瓷片(8-3)中另一側(cè)布置的2片壓電陶瓷片(8-3)采用毛激振模式，其均沿厚度方向極化，且正極化面與正極化面相對布置；所述后匹配桿(8-4)為圓柱結(jié)構(gòu)彈性體，其一側(cè)端部中心位置設(shè)有內(nèi)螺紋孔(8-4-1)結(jié)構(gòu)，所述后匹配桿(8-4)另一側(cè)端面與栗用金屬基板(11)膠粘連接；所述絕緣套筒(8-5)為圓環(huán)狀絕緣體，所述絕緣套筒(8-5)布置于前匹配桿(8-1)的光滑外圓周表面(8-1-1)上；所述通電電極片(8-2)與環(huán)形壓電陶瓷片(8-3)相互間隔布置于絕緣套筒(8-5)上；所述通電電極片(8-2)的通電導(dǎo)線通過前端蓋(12)上的導(dǎo)線孔(12-5)引出。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾心式縱扭復(fù)合激振主動型噴水推進裝置，其特征在于:所述閥用金屬基板(2)為金屬彈性體結(jié)構(gòu)，布置于閥腔(6)的內(nèi)階梯圓環(huán)面(6-2)上，且通過支撐橡膠圈(4)夾持固定安裝于端蓋(3)與腔體(6)的接觸表面，所述閥用金屬基板(2)的一側(cè)端面與閥用單晶片(I)膠粘連接；所述栗用金屬基板(11)為金屬彈性體結(jié)構(gòu)，布置于前端蓋(12)的內(nèi)階梯圓環(huán)面(12-2)上，所述栗用金屬基板(11)的一側(cè)端面與栗用驅(qū)動組件(8)膠粘連接。9.一種如權(quán)利要求1所述的夾心式縱扭復(fù)合激振主動型噴水推進裝置的驅(qū)動方法，其特征在于:所述夾心式縱扭復(fù)合激振主動型噴水推進裝置的驅(qū)動方法具體為:所述閥用單晶片(I)施加使其產(chǎn)生縮短變形的交流激勵電信號，使得閥腔(6-1)的容積增大，流體通過閥腔入水口(6-5)流入閥腔(6-1);所述閥用單晶片(I)施加使其產(chǎn)生伸長變形的交流激勵電信號，所述栗用驅(qū)動組件(8)施加使其產(chǎn)生一個方向搖頭運動的交流激勵電信號，并產(chǎn)生一個方向的離心力，使得閥腔(6-1)的體積變小，栗腔的體積變大，流體通過栗腔入水口(6-7)流入栗腔，完成一次吸水過程；所述栗用驅(qū)動組件(8)施加使其產(chǎn)生另一個方向搖頭運動的交流激勵電信號，并產(chǎn)生另一個方向的離心力，使得栗腔的體積變小，流體通過出水口(6-9)噴出，完成一次噴水過程；在噴水的反作用力下，實現(xiàn)推進運動輸出； 所述閥用單晶片(I)通以的交流激勵電信號為某一頻率的正弦波或方波周期電信號，所述栗用驅(qū)動組件(8)中一側(cè)布置的2片J15激振模式的環(huán)形壓電陶瓷片(8-3)構(gòu)成激振組Al，并施加某一頻率的正弦波周期電信號，所述栗用驅(qū)動組件(8)中另一側(cè)布置的2片43激振模式的壓電陶瓷片(8-3)構(gòu)成激振組A2，并施加同一頻率的余弦波周期電信號；所述激振組Al與激振組A2施加的交流激勵電信號的相位差為90度或270度，所述激振組Al與激振組A2施加的交流激勵電信號的相位差分別為90度和270度時，可分別實現(xiàn)栗用驅(qū)動組件(8)兩個方向的搖頭運動，并產(chǎn)生兩個方向的離心力；所述閥用單晶片(I)與栗用驅(qū)動組件(8)通以交流激勵電信號的相位差為180度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種夾心式縱扭復(fù)合激振主動型噴水推進裝置及其驅(qū)動方法，以解決當(dāng)前壓電噴水推進裝置驅(qū)動力小、功率密度低等問題。本發(fā)明包括閥用單晶片、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(qū)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，泵腔出水口有疏水結(jié)構(gòu)。施加電信號于閥用單晶片和泵用驅(qū)動組件，分別產(chǎn)生伸縮變形和離心力，使閥腔和泵腔容積交替變化，實現(xiàn)流體吸入與噴出，在噴水反作用力下，實現(xiàn)裝置推進。本發(fā)明具有驅(qū)動力大、功率密度高等優(yōu)勢，在微量噴射、軍事探測等領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景。
【IPC分類】F04B53/10, F04B43/04, F04B53/00, F04B53/16
【公開號】CN105587627
【申請?zhí)枴緾N201510228967
【發(fā)明人】何麗鵬, 王良, 程光明
【申請人】長春工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年5月8日