多腔体并联锥形管无阀压电泵输出流量研究

分析了压电振子各个振动状态下锥形管无阀压电泵的输出流量，推导出流量公式，分析了并联结构下多腔体的整体输出流量与单个腔体输出流量之间关系。设计制作了两腔体、四腔体并联扁锥管无阀压电泵样机并进行了流量测试，实验测得四腔体并联结构最大输出流量可达9．2mL／min。     

双晶片压电驱动器的研究

为实现较大的驱动力和速度,提出一种新型压电驱动器,研究了驱动器输出性能随压电泵工作腔数、频率的变化规律。制作驱动器,分别进行十腔串联压电泵/五腔压电泵并联、3~5个压电振子工作、50~400 Hz频率下的输出试验。结果表明,压电泵并联时驱动器的最佳输出功率较大;工作的振子数目不同,存在不同的最佳频率使驱动器的输出速度最大,相同的频率使输出推力最大;最佳频率时,驱动器的输出与工作的振子数目呈正比。在150V、380Hz时驱动器输出功率最大,此时输出速度和推力是10.72mm/s、57.7N。     

压电泵自适应神经网络预测控制的仿真研究

针对普通压电泵实现精密输送难问题,提出了基于神经网络预测控制的压电泵主动控制方法.在Matlab/simulnk环境下利用BP神经网络对压电泵实验样机的输入输出特性进行了辨识,建立了压电泵的模型.通过仿真分析研究了神经网络预测控制在压电泵精密输送中的应用,仿真结果表明,神经网络预测控制系统具有很好的动态特性及稳态精度,可较好的实现压电泵输出流量的主动控制.为实现压电泵的精密输送提供了一种新的可能的思路,也为压电泵向智能化方向发展做了准备,具有重要的工程应用价值.     

单晶片主动式放大阀压电泵的设计与实验研究

设计了膜式液压放大机构,具有机构简单、放大倍数大的优点,同时解决了密封难,制造成本高的问题.对于单晶片主动式放大阀压电泵,通过实验测试了频率-流量特性和电压-流量特性.以驱动电压为150 V、阀膜厚度H=0.4 mm为例,压电振子中心点的变形量为45.861μm,放大倍数约为9倍.对理论流量与实测流量进行分析对比,结果表明,当阀口最大开度在0.2～O.4 mm时,该阀具有良好的通流能力及截止性.     

压电泵振动放射噪声的研究

压电泵的动力源是由压电陶瓷片及金属放大片所组成的压电振子，产生振动及噪声是这种泵所不可避免的必然现象．该文对压电泵振动放射噪声进行了研究。首先提出了由振动量计算合成声压的理论模型；然后开发了压电振子的振动及振动产生放射噪声测试的试验装置，并利用这种装置适时跟踪测试了压电泵的振动与噪声；最后把理论计算与试验测试进行了比较，其结果证明了振动量计算合成声压理论的正确性。     

Y型双入水流道双出水流道无阀压电泵研究

针对Y型流道无阀压电泵输送流体流量较小,该文设计了一种Y型双入水、双出水流道无阀压电泵结构,泵送的介质流动平稳,无湍流形成,故可用于血细胞及大分子生物基团的输送。对压电振子进行了理论分析。通过与Y型单入水流道单出水流道压电泵的实验对比,证明了用增加流道数目的方法可提高无阀压电泵输送流量的结论。     

单腔双振子压电泵的结构设计与实验研究

对单腔体双振子压电泵进行结构设计,并分析了泵的工作原理。对泵在电源信号同步激励和异步激励下进行实验结果测试,得到同步激励下的输出效果好于异步激励,并分析了泵在异步激励下能够工作的原因。将泵在不同进出口管长的情况下进行实验测试发现,进出口管长对泵的最佳工作频率及流量输出有很大影响。把单腔双振子压电泵的输出性能同单腔单振子压电泵的进行实验比较,证明采用双振子结构使泵的输出性能比单振子结构有很大提高。     

压电泵增频流量骤减现象的解释

压电泵属于容积的泵，理论上可通过提高工作频率增加泵单位时间出流量；而实际上随着频率增加，被动阀压电泵的流量有一个峰值，然后骤然下降，该现象的存在制约着压电泵的推广应用，有必要给出合理的解释。通过理论分析和实验测试得出：激励频率增加，压电振子振幅减小，只是导致该现象诱因，其根本原因是振子变形量减小。引起泵腔内外压力差降低，从而使阀片开度变小甚至不能开启。与此同时，频率提高，被动阀片振动的滞后性使得阀片截止性处于失效或半失效状态。泵的一个工作周期内泄漏量增加。设计了阀振动滞后性测试装置，以整体开启阀压电泵为模型作了测试。     

新结构压电泵锥形角度与泵性能关系分析

以新结构压电泵的流体入口、出口的锥形角度为研究对象,设计制作了三种不同角度的泵结构,进行了实验研究。实验结果证明圆锥角度对泵的工作频率范围、输出流量大小和工作压力等有明显的影响     

压电泵泵腔体积变化量研究

分析了压电泵的工作原理，对工作中泵腔体积变化进行了分析，利用有限元程序对压电振子的变形进行了计算，得出变形曲面近似于抛物曲面，并以此建立泵腔体积变化量的测试计算方法，同时进行了测试与计算研究。     

压电双晶片阵列式直线驱动器的设计与研究

基于压电双晶片提出一种新型准静态直线压电驱动器,可通过阵列的方式获得所需机械输出力,结构简单,性能稳定,可控性强。利用有限元软件对驱动器结构进行设计与分析,并加工制造了该驱动器的物理样机。最后通过实验发现,当驱动频率为500~2 100Hz时,驱动器可直接输出直线运动。当驱动频率为1 100Hz,驱动电压峰-峰值为200V,预紧力为1.5N时,该驱动器最大输出速度可达95mm/s,最大输出力为0.7N。     

双压电膜驱动器的有限元分析与实验研究

双压电膜是由压电材料层、环氧树脂层、金属层组成的复合板，将双压电膜组合在一起构成管内移动微小机器人的驱动器。该文以压电本构方程为基础，建立双压电膜驱动器的机电耦合的有限元模型，采用有限元分析软件对双压电膜驱动器进行静态和模态分析，同时对驱动器静态位移与固有频率进行测试。将有限元分析与实验测试结果进行对比分析，两者的结果一致。     

压电锥形流管无阀泵的研究—单向流动原理及泵流量

利用流体在收缩与扩张流管中流动能耗不同的原理。借助流阻系数，具体分析了压电锥形流管无阀泵在无阀状态下，产生单向流动的原因，并解析了泵流量。同时，把上述结果与实验进行了比较，证明了理论分析的正确性。     

锥管坡面腔底无阀压电泵流场分析

针对坡面腔底无阀压电泵流量小的问题,提出并研制了一种锥管坡面腔底无阀压电泵,即将锥管与坡面腔底组合式新结构作为其无移动部件阀。首先,提出了锥管坡面腔底无阀压电泵结构并分析其工作原理,对泵流量进行理论分析;同时,运用Fluent软件的动网格功能对其内部流场模拟分析。仿真结果表明,该泵具有单向流动特性,在泵腔内部产生漩涡利于液体的混合搅拌。最后,加工制作了锥管坡面腔底无阀压电泵样机,并对该泵进行了流量试验。试验结果表明,驱动电压峰值为250V,频率为5 Hz时,最大流量为25.9mL/min,证明了锥管坡面腔底无阀压电泵的有效性。     

基于双压电晶片的喷嘴挡板伺服阀

研究了一种基于双压电晶片的喷嘴挡板式伺服阀,给出了双压电晶片的喷嘴挡板式伺服阀的基本机构。对双压电晶片在不同频率、介质、基板尺寸及晶片厚度下的变形情况进行了深入的分析,并通过试验初步验证了双压电晶片喷嘴挡板式伺服阀的相关性能,给出了流量、压力特性曲线,对试验结果进行了分析,得出了相关的结论。