[发明专利]一种基于对称式同相放大机构的压电堆栈泵

权利要求书

1.一种基于对称式同相放大机构的压电堆栈泵，其特征在于：包括压电驱动机构（1）和双腔隔膜泵（4）；

所述压电驱动机构（1）包括对称式同相放大杆（3）、压电堆栈（2）、一对质量块（11）和一对附加质量块（12）；

所述对称式同相放大杆（3）为U型杆，底部为直梁（5），两侧为一对驱动臂；一对驱动臂的端部分别连接着质量块（11），一对质量块（11）的外部分别固定连接着附加质量块（12）；

所述压电堆栈（2）平行于直梁（5）设于对称式同相放大杆（3）内，并通过柔性铰链（6）分别连接着一对驱动臂；

所述双腔隔膜泵（4）通过固定连接着一对驱动臂，设于对称式同相放大杆（3）内部；

当给压电堆栈（2）施加带偏置电压的交流电时，压电堆栈（2）沿高度方向产生往复伸缩变形，产生往复摆动，从而驱动双腔隔膜泵（4）连续泵送流体；

当交流电源的激励频率为所述压电驱动机构（1）的一阶反相弯曲谐振频率时，所述一对驱动臂在往复摆动的同时，产生大幅度的弯曲变形，从而提高双腔隔膜泵（4）的输出性能；

通过调节附加质量块（12）的质量，实现调节压电驱动机构（1）的一阶反相弯曲谐振频率，实现压电驱动机构（1）与双腔隔膜泵（4）的单向阀的最佳工作频率相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种基于对称式同相放大机构的压电堆栈泵，其特征在于：所述一对驱动臂包括上驱动臂（102）和下驱动臂（101），上驱动臂（102）和下驱动臂（101）上分别开设有腰形孔（9）；所述双腔隔膜泵（4）的顶部和底部分别通过固定螺栓（8）、腰形孔（9）固定设于对称式同相放大杆（3）内，调节双腔隔膜泵（4）在一对驱动臂之间的位置，实现放大倍数和机械阻抗匹配特性的调整。

3.根据权利要求1所述的一种基于对称式同相放大机构的压电堆栈泵，其特征在于：所述对称式同相放大杆（3）的材料为金属，且对称式同相放大杆（3）的表面涂覆有绝缘漆。

4.根据权利要求1所述的一种基于对称式同相放大机构的压电堆栈泵，其特征在于：所述压电堆栈（2）为多层的压电陶瓷，且沿厚度方向极化；所述压电堆栈（2）的侧面通过电极引线（21），连接着带偏置电压的交流电源（U1）。

5.根据权利要求1所述的一种基于对称式同相放大机构的压电堆栈泵，其特征在于：所述压电堆栈（2）的高度为5～50mm、宽度为3～20mm、长度为3～20mm。

6.根据权利要求1所述的一种基于对称式同相放大机构的压电堆栈泵，其特征在于：所述双腔隔膜泵（4）为层叠式隔膜泵，包括两个独立的泵腔（16）、对应的进口单向阀阵列（19）和出口单向阀阵列（20），拥有共用的进口流道（17）和出口流道（18）。

7.根据权利要求1所述的一种基于对称式同相放大机构的压电堆栈泵，其特征在于：与压电堆栈（2）的顶部和底部对应的一对驱动臂分别通过柔性铰链（6）连接着固定平板（7），一对固定平板（7）固定夹持着压电堆栈（2）。