[发明专利]一种基于超声电机控制的旋转式流量阀及控制方法

权利要求书

1.一种基于超声电机控制的旋转式流量阀，包括控制系统接头(1)、上阀体(2)、超声电机、流量阀组件和下阀体(6)，其特征在于：

所述超声电机和流量阀组件设置在上阀体(2)和下阀体(6)内，所述下阀体(6)一侧有控制系统接头(1)，所述超声电机为环形的行波型超声电机驱动阀片(4)实现阀门开度的控制，包括超声电机转子(3)和超声电机定子(7)，所述流量阀组件包括阀片(4)、固定滑轮(5)、圆柱结构(8)和滚轮(9)；

所述超声电机转子(3)和超声电机定子(7)安装在下阀体(6)内，所述超声电机转子(3)的外表面开有与阀片(4)相配合的转子直线凹槽(10)，所述超声电机转子(3)外圆曲面上等距装有固定滑轮(5)，所述超声电机定子(7)外形为环状，所述超声电机定子(7)内部中空并通过压电陶瓷的逆压电效应产生机械振动；

所述阀片(4)为三角形和矩形的组合体，三角形为等边三角形，通过改变阀片(4)上的三角形结构的配合实现阀门的开度，所述阀片(4)内表面上设有用于固定两个固定滚轮(9)的方块结构，所述固定滚轮(9)与超声电机转子(3)的转子直线凹槽(10)接触，所述阀片(4)外表面设有圆柱结构(8)和上阀体(2)上的斜线凹槽配合，所述阀片(4)受到上阀体(2)上斜线凹槽的约束和各阀片(4)之间的接触约束并随着超声电机转子(3)转动的角度变化成正比例变化。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声电机控制的旋转式流量阀，其特征在于：所述阀片(4)有6个。

3.根据权利要求1所述的一种基于超声电机控制的旋转式流量阀，其特征在于：所述上阀体(2)和下阀体(6)圆形表面中心设有螺纹接口与外部管道相接。

4.根据权利要求1所述的一种基于超声电机控制的旋转式流量阀，其特征在于：所述上阀体(2)和下阀体(6)通过螺丝相连，所述超声电机定子(7)通过螺丝固定并施加预压力。

5.一种基于超声电机控制的旋转式流量阀的控制方法，具体步骤如下，其特征在于：

第一步：

控制器发出指令后，改变超声电机驱动器的输出脉冲信号的频率、占空比等参数，激励压电陶瓷产生相应的行波或驻波，在定子上产生机械振动，通过定子和转子之间的摩擦力，会使超声电机立刻启动并迅速达到稳定转速，响应时间大大降低；

第二步：

超声电机按照指令转动后，转子通过直线凹槽和阀片的约束，会带动阀片转动，但由于阀片受到上阀体上斜线凹槽的约束和六个阀片之间的接触约束，导致阀片之间形成一种特殊的相对运动方式，从紧密闭合运动成六边形孔，并随着转子转动的角度变化成正比例变化；

第三步：

完成流体流量的调节后，控制器发送停止指令，超声电机驱动器停止输出脉冲信号，超声电机定子的机械振动会立刻停止，转子由于和定子之间的巨大摩擦力会立即制动，，转子凭借定子之间的摩擦力实现止动，阀片受到转子直线凹槽的约束无法转动，从而维持变化后流体流量的稳定。