[发明专利]一种基于压电纤维复合材料驱动的双稳态惯性式压电泵

摘要

本发明公开了一种基于压电纤维复合材料驱动的双稳态惯性式压电泵，包括：基座、压电振子、第一磁铁、第二磁铁、双稳态机架、泵体结构。其中，压电振子由压电纤维复合材料与金属基板粘贴而成，一端固定在基座上，一端与振动管连接，带动振动管往复上下振动；泵体由振动管与球阀组成，球阀布置在振动管中；第一磁铁安装在压电梁的自由端处，第二磁铁安装在双稳态机架的可移动滑块上，与第一磁铁同极相对，并且压电振子、双稳态机架、第一磁铁和第二磁铁在同一轴线上。本发明采用双稳态结构可以增加压电泵的工作带宽，利用两磁铁间的相对作用，压电振子在两稳态点做大幅周期振动，同时具有较大的驱动力和振幅，因此可以提高压电泵的输出流量。

主权项

1.一种基于压电纤维复合材料驱动的双稳态惯性式压电泵，包括：基座(1)、压电振子(2)、第一磁铁(5)、第二磁铁(6)、双稳态机架(8)、振动管(3)、移动滑块(7)和球阀(4)；其中压电振子由压电纤维复合材料(21)与金属基板(22)粘贴而成，一端固定在基座(1)上，一端与振动管(3)连接，带动振动管(3)往复上下振动；球阀(4)由阀座(42)与阀球(41)组成，并布置在振动管(3)中；第一磁铁(5)安装在压电振子(2)自由端，第二磁铁(6)安装在双稳态机架的移动滑块(7)上，与第一磁铁(5)同极相对，并且可以通过移动滑块(7)调节第一、二永磁铁间的距离；压电振子(2)、振动管(3)、第一磁铁(5)、第二磁铁(6)、双稳态机架(8)在同一轴线上；本发明采用双稳态结构可以增加压电泵的工作带宽，当压电泵系统发生共振时，压电振子(2)利用结构的非线性特性，将在两稳态点做大幅周期振动，利用两磁铁间的相互作用，增大压电振子(2)的输出力和位移，由于该驱动原理压电泵的输出流量正比于压电振子的输出力和位移，因此单周期内有更多的流体流入到振动管中，从而提高压电泵的输出性能。