[发明专利]一种基于阿基米德螺线流管无阀压电泵的陀螺

说明书

技术领域

本发明涉及一种陀螺，尤其涉及一种基于无阀压电泵的陀螺。

背景技术

陀螺技术最早是用于航海导航，但随着科学技术的发展，它在航空和航天事业中也得到广泛的应用。陀螺仪器不仅可以作为指示仪表，而更重要的是它可以作为自动控制系统中的一个敏感元件，即可作为信号传感器。根据需要，陀螺仪器能提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度等信号，以便驾驶员或用自动导航仪来控制飞机、舰船或航天飞机等航行体按一定的航线飞行，而在导弹、卫星运载器或空间探测火箭等航行体的制导中，则直接利用这些信号完成航行体的姿态控制和轨道控制。作为稳定器，陀螺仪器能使列车在单轨上行驶，能减小船舶在风浪中的摇摆，能使安装在飞机或卫星上的照相机相对地面稳定等等。作为精密测试仪器，陀螺仪器能够为地面设施、矿山隧道、地下铁路、石油钻探以及导弹发射井等提供准确的方位基准。由此可见，陀螺仪器的应用范围是相当广泛的，它在现代化的国防建设和国民经济建设中均占重要的地位。

自1910年首次用于船载指北陀螺罗经以来，发展过程大致分为4个阶段：第一阶段是滚珠轴承支承陀螺马达和框架的陀螺；第一阶段是20世纪40年代末到50年代初发展起来的液浮和气浮陀螺；第二阶段是20世纪60年代以后发展起来的干式动力挠性支承的转子陀螺；目前陀螺的发展已进入第四个阶段，即静电陀螺、激光陀螺、光纤陀螺和振动陀螺。

虽然陀螺的诞生至今已有100多年的历史，但目前由于受到成本、技术等因素的限制，陀螺仪大多应用于舰艇、导弹、飞机等大型高性能的导航与制导系统，用在民用应用却不是很多，但近些年来随着经济的发展，陀螺运用在民用领域需求越来越多，比如在汽车侧翻控制、游戏机的姿态感知等均需要一种价格低廉、技术简单的陀螺仪器，因此，发明制作一种技术简单、成本低廉、可以大量应用在民用载体上的陀螺仪是十分必要的。

发明内容

1.技术问题：本发明要解决的技术问题是提供一种基于阿基米德螺线流管无阀压电泵的新型陀螺，这种新型陀螺结构简单，基于主要部件为螺线流管的无阀压电泵，应用范围广泛。

2.技术方案：为了解决上述的技术问题，本发明的基于阿基米德螺线流管无阀压电泵的陀螺包括由下盖和上盖组成的泵体、设置在下盖与上盖之间的泵腔，以及容纳在泵腔内的压电振子，还包括设置在下盖与上盖之间的第一阿基米德螺线流管和第一连通槽，所述的阿基米德螺线流管一端与设置在泵体上的流体进口连接，另一端与泵腔连接，第一连通槽的一端与泵腔连接，另一端与流体出口连接；流体进口通过第一流管与外界连接，流体出口通过第二流管与外界连接，所述第一流管远离流体进口的顶端设置有第一压电薄膜，第一压电薄膜通过导线与第一传感器相连接；所述第二流管远离流体进口的顶端设置有第二压电薄膜，第二压电薄膜通过导线与第二传感器相连接。

所述的阿基米德螺线流管为刻蚀在下盖上的整体处于同一平面上的螺线状槽道，本发明的阿基米德螺线流管的轮廓线为阿基米德螺线，亦称阿基米德曲线或等速螺线，最先由阿基米德在著作《论螺线》中给出了定义。如图1所示，当一点P沿动射线OP以等速率运动的同时，该射线又以等角速度绕点O旋转，点P的轨迹称为“阿基米德螺线”。其极坐标方程为：r＝aθ，这种螺线的每条臂的距离永远相等于2πa，其中，公式中r为半径，a为常数，θ为极角。

所述的第一压电薄膜通过第一压电薄膜固定件固定在第一流管的顶端；第二压电薄膜通过第二压电薄膜固定件固定在第二流管的顶端。压电薄膜与压电薄膜固定件共同组成了压电薄膜结构。

第一阿基米德螺线流管通过第二连通槽与泵腔连接。

本发明中，基于阿基米德螺线流管无阀压电泵中采用一个阿基米德螺线流管即可实现泵体中流体的单向流动，也可以采用两个阿基米德螺线流管，即第一连通槽通过第二阿基米德螺线流管与流体出口连接。本发明中的两个阿基米德螺线流管的旋向是相反的，所述的第一阿基米德螺线流管为以流体进口为中心和起点逆时针方向设置的阿基米德螺线流管，所述的第二阿基米德螺线流管为以流体出口为中心和起点顺时针方向设置的阿基米德螺线流管。所述的流体进口和流体出口以泵腔的中心线为对称轴相对称，相应地，当泵体中有两个阿基米德螺线流管时，这两个阿基米德螺线流管也是相对称的。