CN103836332B - 压电驱动的蓄气装置 - Google Patents

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Abstract

压电驱动的蓄气装置，涉及一种气体支承装置。设有气体压缩腔体、上下柔性铰链振动体、压电陶瓷阵列、储气腔体、压力传感器、输气管、控制器和电源；气体压缩腔体设有进气口和出气口，上柔性铰链振动体和下柔性铰链振动体设于气体压缩腔体内，上柔性铰链振动体与下柔性铰链振动体面对且留有间距，压电陶瓷阵列设有至少2块压电陶瓷板，各压电陶瓷板穿过上柔性铰链振动体和下柔性铰链振动体且与上柔性铰链振动体和下柔性铰链振动体过盈配合，各压电陶瓷板均与电源连接，储气腔体设有进气口，储气腔体通过输气管与气体压缩腔体连通，压力传感器设于储气腔体内，压力传感器信号输出端接控制器信号输入端，控制器控制信号输出端接电源输入端。

Description

压电驱动的蓄气装置
技术领域
本发明涉及一种气体支承装置，尤其是涉及一种压电驱动的蓄气装置。
背景技术
传统的气体支承装置需要特制的供气装置与压缩机，不仅体积庞大、结构复杂，而且功耗大、不环保、不利于小型化。
压电陶瓷(PZT)作为驱动器具有响应速度快、频响范围宽、精确度高、密实度大、有良好的线性关系等优点而成为新型驱动材料发展的热点。可广泛应用于结构的形状控制、抑制振动及降低噪声等方面。近年来，众多学者致力于用PZT作为驱动器和传感器对结构进行振动控制。（参见文献：Song G,Mo Y L,Otero K.Health monitoring and rehabilitation of a concrete structureusing intelligent materials[J].Smart Mater Struct,2006,15(2):309～314；阎石，王秋婧，梁丽娉等.一种粘贴式压电陶瓷驱动器力学模型[J].沈阳建筑大学学报，2011,27(5):846～851）
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、体积小、耗能小、经济环保，可单独作为蓄气装置或集成于气浮装置中的基于压力驱动的蓄气装置。
本发明设有气体压缩腔体、上柔性铰链振动体、下柔性铰链振动体、压电陶瓷阵列、储气腔体、压力传感器、输气管、控制器和电源；
气体压缩腔体设有进气口和出气口，上柔性铰链振动体和下柔性铰链振动体设于气体压缩腔体内，上柔性铰链振动体与下柔性铰链振动体面对且留有间距，压电陶瓷阵列设有至少2块压电陶瓷板，各压电陶瓷板穿过上柔性铰链振动体和下柔性铰链振动体且与上柔性铰链振动体和下柔性铰链振动体过盈配合，各压电陶瓷板均与电源连接，储气腔体设有进气口，储气腔体通过输气管与气体压缩腔体连通，压力传感器设于储气腔体内，压力传感器信号输出端接控制器信号输入端，控制器控制信号输出端接电源输入端。
所述进气口的形状可为长条状矩形进气口。
所述上柔性铰链振动体与下柔性铰链振动体相同，上柔性铰链振动体与下柔性铰链振动体之间的间距大于上柔性铰链振动体或下柔性铰链振动体的振幅的2倍。
所述控制器可采用单片机。
所述各压电陶瓷板最好相互平行。
所述上柔性铰链振动体与下柔性铰链振动体最好平行面对。
与现有技术比较，本发明的有益效果如下：
本发明采用压电陶瓷（PZT）阵列驱动上柔性铰链振动体和下柔性铰链振动体，通过控制器控制可产生相位相差π的正弦振动，这样，气体压缩腔体内的空气会被压缩，所产生的压缩气体进入储气腔体，在储气腔体内可储存一定压力的压缩气体，使储气腔体作为气体支承装置。储气腔体的气体压力可通过事先设定，并经控制器自动控制而实现。工作时，通过压力传感器采集储气腔体内的压力信号，接着将压力信号传输至控制器进行分析处理，若储气腔体内的压力值小于设定值（可根据需要自行设置），则控制器发出指令控制电源输出电流，然后利用压电陶瓷（PZT）阵列驱动上柔性铰链振动体和下柔性铰链振动体产生相位相差π的正弦振动，最终将气体压入储气腔体。本发明所述压电驱动的蓄气装置可单独作为蓄气装置，也可集成于气浮装置中。
由此可见，本发明无需特制的供气装置与压缩机，具有结构简单、体积小、使用便利、耗能小、经济环保等突出优点。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实施例设有气体压缩腔体11、上柔性铰链振动体4、下柔性铰链振动体6、压电陶瓷阵列7、储气腔体10、压力传感器1、输气管9、控制器2和电源3；
所述气体压缩腔体11侧壁设有长条状矩形进气口5和出气孔8，上柔性铰链振动体4和下柔性铰链振动体6设于气体压缩腔体11内，上柔性铰链振动体4与下柔性铰链振动体6平行面对且留有间距，压电陶瓷阵列7设有2块相互平行的压电陶瓷板。各压电陶瓷板穿过上柔性铰链振动体4和下柔性铰链振动体6且与上柔性铰链振动体4和下柔性铰链振动体6过盈配合，各压电陶瓷板均与电源连接，储气腔体10设有进气口，储气腔体10通过输气管9与气体压缩腔体11连通，压力传感器1设于储气腔体10内，压力传感器1信号输出端接控制器2信号输入端，控制器2控制信号输出端接电源3输入端。
所述上柔性铰链振动体4与下柔性铰链振动体6之间的间距略大于上柔性铰链振动体4或下柔性铰链振动体6的振幅的2倍。所述控制器2采用计算机。

Claims (6)

1.一种压电驱动的蓄气装置，其特征在于，设有气体压缩腔体、上柔性铰链振动体、下柔性铰链振动体、压电陶瓷阵列、储气腔体、压力传感器、输气管、控制器和电源；
气体压缩腔体设有进气口和出气口，上柔性铰链振动体和下柔性铰链振动体设于气体压缩腔体内，上柔性铰链振动体与下柔性铰链振动体面对且留有间距，压电陶瓷阵列设有至少2块压电陶瓷板，各压电陶瓷板穿过上柔性铰链振动体和下柔性铰链振动体且与上柔性铰链振动体和下柔性铰链振动体过盈配合，各压电陶瓷板均与电源连接，储气腔体设有进气口，储气腔体通过输气管与气体压缩腔体连通，压力传感器设于储气腔体内，压力传感器信号输出端接控制器信号输入端，控制器控制信号输出端接电源输入端。
2.如权利要求1所述一种压电驱动的蓄气装置，其特征在于，所述气体压缩腔体的进气口的形状为长条状矩形进气口。
3.如权利要求1所述一种压电驱动的蓄气装置，其特征在于，所述上柔性铰链振动体与下柔性铰链振动体相同，所述上柔性铰链振动体与下柔性铰链振动体之间的间距大于上柔性铰链振动体或下柔性铰链振动体的振幅的2倍。
4.如权利要求1所述一种压电驱动的蓄气装置，其特征在于，所述控制器采用单片机。
5.如权利要求1所述一种压电驱动的蓄气装置，其特征在于，所述各压电陶瓷板相互平行。
6.如权利要求1或3所述一种压电驱动的蓄气装置，其特征在于，所述上柔性铰链振动体与下柔性铰链振动体平行面对。
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