[发明专利]利用超声波推动液体的方法和疏通管道内闭塞物的方法

说明书

本申请公开了一种利用超声波推动液体的方法和疏通管道内闭塞物的方法，利用超声波推动液体的方法包括：获取激励信号，该激励信号用于激励多个超声探头生成超声波；在该激励信号的激励下，利用多个超声探头输出多个具有相位差的超声波，推动液体生成螺旋流体。该方案能够同时产生垂直和切向推动力，来生成适用范围更广泛的螺旋流体，从而更好地推动液体。

技术领域

本申请属于超声技术领域，特别是涉及一种利用超声波推动液体的方法和疏通管道内闭塞物的方法。

背景技术

目前，传统的液体推进装置多为轴动力螺旋桨，通过轴将电磁电机等输出的动力传到螺旋浆上，螺旋桨旋转划动液体，对液体产生推力。这种方法在应用时，由于螺旋桨需要划动液体，一定程度上会对液体造成污染。并且装置整体结构复杂，无法微型化。

近年来，随着超声技术的日渐发展，超声压电驱动在航空航天、机器人、汽车、精密定位、医疗器械、微型机械等领域已得到广泛应用。超声压电驱动是一种利用压电材料的逆压电效应将电能转化为机械能，通过反作用力驱动前进的直接驱动方式。在液体介质中，液体会沿超声波传播方向进行流动。

但是传统方案主要使用超声压电驱动方式对液体产生垂直推力，然后利用反作用力驱动物体前进。这种方法无法产生超声切面方向的推动力，对于需要横向切力的物体而言，不能满足其推动需求。

例如，在疏通管道内的污垢等闭塞物时，传统方案由于只对液体产生垂直推动力，只能在液体前进方向上垂直冲刷管道内壁，对于体积较大的闭塞物，由于液体垂直推动力有限，即使通过冲刷使其脱离管道内壁，也无法被排出管道，因此这种方法往往清理效果不佳。

因此，如何利用超声波更好地推动液体是亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种利用超声波产生螺旋流体的方法，能够同时产生垂直和横向的推力，更好地推动液体。

第一方面，本申请实施例提供了一种利用超声波推动液体的方法，该方法包括：获取激励信号，该激励信号用于激励多个超声探头生成超声波；在该激励信号的激励下，利用多个超声探头输出多个具有相位差的超声波，推动液体生成螺旋流体。

本申请的方法，在激励信号的激励下，多个超声探头输出具有相位差的超声波，形成移动的声波辐射场，该辐射场在液体中会产生变化的辐射压，液体在该辐射压的作用下，形成螺旋流体，推动液体中的物体进行垂直运动的同时，增加了切向推动力。与传统的推动液体方式相比，本申请的方法适用的范围更加广泛。例如，本申请的方法在应用时无需借助复杂的传动装置，因此更易微型化，可以应用在微型管道内。又例如，本申请实施例提供的方法，能够代替传统的螺旋桨推动方式，在水下推进场景中进行应用，同时避免了传统螺旋桨推动方法存在的污染液体的问题，保证了液体的纯净度。

在第一方面的一种可能的实现方式中，多个超声探头中第一超声探头生成的超声波与第二超声探头生成的超声波之间的相位差均为预设相位差，上述第一超声探头为多个超声探头中的任意一个超声探头，上述第二超声探头是与第一超声探头按照顺时针或逆时针方向上相邻的超声探头。

在这种实现方式中，由于超声波之间存在预设相位差，因此可以形成移动的具有周期性的辐射声场，从而形成螺旋流体，更好地推动液体。

在第一方面的一种可能的实现方式中，预设相位差是多个超声探头生成的超声波的相位周期与超声探头的个数之间的比值。

在这种实现方式中，通过固定预设相位差，能够简化电路。预设相位差也可以是非固定相位差，这样设置，能够使得形成的辐射声场更加灵活，推动液体时可以满足特殊情况下的推动需求，比如改变推动速度等。

在第一方面的一种可能的实现方式中，第一超声探头与第二超声探头之间的下沉距离与预设相位差对应。

在这种实现方式中，设置下沉距离，可以使得多个超声探头只使用一个超声波驱动电路进行驱动，能够简化电路。