[发明专利]梭形压电喷流推进器

说明书

技术领域

本发明属于喷流推进技术领域，涉及一种喷流推进器，具体地说，是一种梭形压电喷流推进器。

背景技术

在喷水推进技术中，泵因其结构简单，输出力大而作为动力源被广泛的运用，目前喷水推进装置中采用的推进泵主要是轴流泵、混流泵和离心泵，此种动力泵存在功率密度低、抗干扰能力差、结构复杂等缺点，在当前微机电液系统等领域中难以应用。而20世纪70年代发展起来的压电泵，作为微小型驱动装置的代表，具有易于微型化、动态响应快、抗电磁干扰等特点，以压电泵作为动力源实现装置推进的研究值得深入研究。

压电喷流推进器是利用逆压电效应使压电振子产生变形，让泵腔的容积产生变化出现压差，进而实现流体输出的，再由反作用力产生推进力，实现装置运动的微小型推进器。同传统机械式推进泵相比，压电喷流推进器具有结构简单、无电场干扰、动态响应快等诸多优势，在微量喷射、军事探测、水下机器人等方面具有广泛的应用前景。

中国实用新型专利《微型喷水推进泵》，授权公告号为CN200989293Y，授权公告日为2007年12月12日，公开的一种微型喷水推进泵，主要由泵体、泵腔、压电振子组成，以压电振子为驱动元件，压电振子由其周边的弹性元件支撑在泵体与封盖之间构成的腔体内，泵体上设有入口流道和出口流道，入口流道对应的阀腔轴线与出口流道轴线处于同一平面且相互垂直，入口处采用橡胶截止阀作为入口阀，出口即是喷口，喷口处不设阀，与外界常通，由泵腔、阀腔和喷口组成的泵内腔体为不封闭腔体；中国实用新型专利《压电喷水推进装置》，授权公告号为CN202574604U，授权公告日为2012年05月07日，公开的一种压电喷水推进装置，其上盖和泵体固定连接，压电振子周边用上弹性橡胶圈、下弹性橡胶圈支撑，并与上盖形成泵腔，该上盖与泵体间有密封圈，泵体上设有入水口一和入水口二，在压电振子与两个入水口间设有阀腔，在入水口一和入水口二处分别固定连接伞形橡胶阀一和伞形橡胶阀二，两个入水口间开有喷流喷口，喷流喷口与外界直接相连。

上述几种实现方式的压电喷水推进装置，其虽能在一定激励电信号作用下，通过流体的吸入与喷出过程实现装置的推进运动输出，但该实现方式的压电喷水推进装置存在驱动密度低、结构利用率低等技术问题，限制了其在微驱动技术领域的应用与发展，难以实现市场化应用，开发小体积高效率的压电喷流推进器是解决问题的关键。

针对于推进器动力源压电泵的输出性能，在结构上选择多腔压电泵是实现较高性能输出的直接有效做法。当前，多腔压电泵腔室间通常采用串联或并联的方式连接，在结构上类似于将多个单腔压电泵堆叠组合在一起，虽然提升了输出性能，但明显存在着体积较大的现象，背离了推进装置微小型化的设计初衷。设计一种具有腔间高关联协同及压电振子利用率的压电喷流推进泵是实现装置较高性能推进的有效做法。

发明内容

为了解决当前压电喷水推进装置存在驱动力小、功率密度低等技术问题，本发明公开了梭形压电喷流推进器。

本发明所采用的技术方案是：所述梭形压电喷流推进器，包括锥形头、圆形压电振子、密封圈、旋紧环、侧腔体、单向阀、矩形双晶片压电振子、上下腔体、喷流体。

所述锥形头内部设置有减阻流道、导线孔及螺纹结构；侧腔体设置有流道以及吸水口，同时所述侧腔体在端部设有螺纹结构，内部设置有内腔结构；所述上下腔体设置有流道，侧面设置有吸水口，端部设置有螺纹结构，所述上下腔体内部设置有内腔结构；所述喷流体端部设有喷水口，在圆周面上设置有螺纹。

所述的矩形双晶片压电振子与侧腔体内腔以及上下腔体内腔构成该压电泵的四个呈圆周布置的吸水腔，各吸水腔分别布置有单向阀；侧腔体及上下腔体装配组成推进器驱动体后，驱动体一侧与锥形头通过螺纹机构和旋紧环旋紧连接，另一侧与喷流体通过螺纹机构旋紧连接；所述呈圆周布置的矩形双晶片压电振子及放置在锥形头与旋紧环之间的圆形压电振子围成压电喷流推进器的喷流腔，吸水腔与喷流腔通过腔体流道相连。

所述的锥形头、喷流体与侧腔体及上下腔体装配组成的驱动体通过螺纹旋紧密封连接，当推进泵整体完成装配后，压电推进器呈梭形结构；所述的矩形双晶片压电振子既作为吸水腔的侧壁又作为喷流腔的圆周壁，圆形压电振子作为喷流腔侧壁配合周部矩形双晶片压电振子共同组成喷流腔的驱动部分。