[实用新型]一种基于锥形螺旋流管无阀压电泵的陀螺

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种陀螺，尤其涉及一种基于无阀压电泵的陀螺。

背景技术

陀螺的原意为高速旋转的刚体，而现在一般将能够测量相对惯性空间的角速度和角位移的装置称为陀螺。由于陀螺具有自主导航能力的特性，所以自问世以来，就引起人们极大关注，一直是各国重点发展的技术之一。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，陀螺仪能提供准确的方位、水平等信号，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导航中，则直接利用这些信号完成航行体的姿态控制。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等提供准确的方位基准。由此可见，陀螺技术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。

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，用在民用运载工具方面的应用却很少，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运载工具上的陀螺仪是十分必要的。

发明内容

技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种加工制作简单，成本低廉，并具有较好精度的一种基于锥形螺旋流管无阀压电泵的陀螺。克服了现有的陀螺技术复杂、成本高、不能大量应用在民用运载工具上的缺点。

技术方案

为了解决上述的技术问题，本实用新型的基于锥形螺旋流管无阀压电泵的陀螺包括由上盖和下盖密封组成的泵体，泵体内设有容纳有压电振子的泵腔，上盖上固定设置有锥形台，锥形台底端固设在上盖上；所述的锥形台的侧面设有围绕在其轴线的锥形螺旋流管槽，锥形台外套设一锥形罩，锥形罩顶端开口并与锥形台之间有一间隙，锥形台中设有连通所述间隙和上盖上通孔的第一直流管，所述的通孔与泵腔连通；所述的锥形罩与锥形台之间为过盈配合，锥形罩将锥形螺旋流管槽的开口密封形成锥形螺旋流管；锥形台还设有与第一直流管连通的第二直流管；锥形螺旋流管槽一端与间隙连通，另一端通过上盖上的连通孔与泵腔连通；锥形台顶端固定有一压电薄膜传感器，所述的压电薄膜传感器固定安装在间隙和第一直流管之间，将第一直流管与间隙隔开而不连通，从而形成压电泵的两个流道，并且向锥形罩外引出导线；锥形罩顶端开口处固定有与间隙连通的第一导管，第二直流管与第二导管相连通，第一导管和第二导管为本发明的陀螺的两个流体进出口，第一导管与第二导管相互平行设置，并且可根据需要进行弯折，使其开口端与锥形台的轴线相平行或者相垂直。本发明中，上盖、下盖、泵腔、压电振子、刻有锥形流槽的锥形台、锥形罩以及压电薄膜传感器构成一个具有测量压差功能的锥形流管无阀压电泵，即陀螺。其中，泵的工作原理是：把压电陶瓷片和金属片作为两极，向压电振子施加交流电压，压电振子在逆压电效应下产生轴向振动，引起泵腔容积变化，驱动流体在沿锥形螺旋管道、直流管往返流动；流体在沿锥形螺旋管道往返流动的时候，由于受到地球自转、泵体受扰动而产生角速度的影响以及流体自身沿锥形螺旋流管运动时，都会产生科氏力，对沿逆时针和顺时针方向旋转的流体产生不同作用，从而使流体在通过螺旋流槽的往返方向上流动受到的阻力不同，使得整个周期内会有净流量从泵腔流入和流出，当压电振子连续振动时，流体在宏观上就会表现为单向流动，实现泵的功能。

所述的螺旋流管槽通过一过渡槽与上盖上的连通孔相连通，使该螺旋流管槽与泵腔之间平滑连通。

一般地，第一直流管与泵体上盖相垂直，第二直流管又与第一直流管相互垂直；第二直流管的轴线应当位于锥形螺旋流管槽相邻的两段流槽之间，而从锥形台内部延伸至外部。

上盖上设有定位螺孔和圆形凹坑，锥形台的底面上设有与所述的定位螺孔位置相对应的螺纹孔，定位螺孔与螺纹孔相配合将圆固定在圆形凹坑内。

锥形罩上与第二直流管开口相对应的位置有一圆形开孔，该圆形开孔使得第二直流管从锥形台内部延伸至外部。

第一导管通过锥形罩上的圆形通孔与间隙连通，锥形罩上设有一微孔，压电薄膜传感器延伸出的导线从该微孔中穿出。

为降低加工难度，所述的锥形螺旋流管槽截面呈矩形。