[发明专利]一种高质量流量的压电脉冲推动器及水下机器人

权利要求书

1.一种高质量流量的压电脉冲推动器，其特征在于：包括依次叠置的进流层（100）、复合合金层（103）、振动基板层（106）、振动层（107）、上电极层（108）和壳体层（109），以及位于复合合金层（103）与振动基板层（106）之间的堵塞层（104）和O型密封圈（105）；

所述的进流层（100）和复合合金层（103）内开设有输入流道；振动基板层（106）包括边缘固定部、连接件（116）和中心振动部；中心振动部设置在边缘固定部的中心孔内，并与中心振动部的中心孔边缘通过连接件（116）连接；中心振动部能够相对于边缘固定部发生振动；采用压电材料的振动层（107）固定在中心振动部远离复合合金层（103）的一侧；中心振动部与复合合金层（103）之间留有间隙；堵塞层（104）固定在中心振动部靠近复合合金层（103）的一侧；O型密封圈（105）设置在复合合金层（103）与振动基板层（106）之间；O型密封圈（105）与堵塞层（104）之间的空隙形成变压腔室；

所述壳体层（109）和上电极层（108）的内腔形成输出流道；输出流道的输出端设置有喷射口（111）；上电极层（108）与振动基板层（106）之间设置有绝缘隔层；上电极层（108）内设置有供电触线；供电触线的一端与上电极层（108）连接，另一端与振动层（107）远离振动基板层（106）的侧面的波节处电连接；振动层（107）的两极分别通过上电极层（108）和复合合金层（103）引出。

2.根据权利要求1所述的一种高质量流量的压电脉冲推动器，其特征在于：所述输入流道的输入端通过相互独立的多个进液口与外界环境连通。

3.根据权利要求1所述的一种高质量流量的压电脉冲推动器，其特征在于：所述的振动层（107）呈花瓣状，包括一体成型的中心压电片和沿中心压电片的周向均布的四片分支压电片；相邻的分支压电片间隔设置；分支压电片的主体部分由内至外组件增大，且外端端部呈圆弧状。

4.根据权利要求1所述的一种高质量流量的压电脉冲推动器，其特征在于：所述边缘固定部的厚度大于中心振动部的厚度。

5.根据权利要求1所述的一种高质量流量的压电脉冲推动器，其特征在于：所述的进流层（100）和复合合金层（103）中设置有一个或多个储存腔室（113）；储存腔室（113）与变压腔室连通。

6.根据权利要求1所述的一种高质量流量的压电脉冲推动器，其特征在于：所述的喷射口（111）呈锥形，且由内至外截面积逐渐增大。

7.根据权利要求1所述的一种高质量流量的压电脉冲推动器，其特征在于：所述振动基板层的材料采用超弹镍钛合金。

8.根据权利要求1所述的一种高质量流量的压电脉冲推动器，其特征在于：当振动层（107）受到激励信号时带动振动基板层（106）进行往复振动，振动基板层（106）的中心振动部的中部远离输入流道时，堵塞层（104）与输入流道分离，同时，中心振动部的边缘处抵住O型密封圈（105），此时振动基板层（106）的变形使得变压腔室的容积增大，且与输入流道连通，与输出流道隔断，外界流体被吸入输入流道和变压腔室；

当振动基板层（106）的中心振动部的中部靠近输入流道时，堵塞层（104）抵住输入流道，同时，中心振动部的边缘处与O型密封圈（105）分离，此时振动基板层（106）的变形使得变压腔室的容积减小，且与输出流道连通，与输入流道隔断，变压腔室内的流体经输出流道后，从喷射口喷出，形成推进力。

9.根据权利要求1所述的一种高质量流量的压电脉冲推动器，其特征在于：所述的壳体层（109）和喷射口（111）的材质均为玻璃、硅、碳化硅、氮化硅或陶瓷中的一种或混合物。

10.一种水下机器人，其特征在于：尾端安装有一个或多个如权利要求1至9中任意一项所述的压电脉冲推动器；通过控制压电脉冲推动器的输入电压和频率，调整压电脉冲推动器的推进力。