(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210805437.7 (22)申请日 2022.07.08 (71)申请人 杭州电子科技大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区2 号大街 (72)发明人 轩伟鹏　倪嘉锋　李懿霖　李文钧　 董树荣　骆季奎　 (74)专利代理 机构 杭州君度专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 33240 专利代理师 杨舟涛 (51)Int.Cl. F04B 43/04(2006.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种针对不同使用场景的压电微泵优化方 法 (57)摘要 本发明公开了一种针对不同使用场景的压 电微泵优化方法。 该方法首先确定了压电微泵的 基本结构， 包括依次层叠的进 流层、 挠性层、 振动 基板层和壳体层， 以及固定在振动基板层朝向挠 性层侧面的堵塞层和 固定在振动基板层朝向壳 体层侧面的振动层。 然后确定压电微泵的使用场 景， 分析该场景对压电微泵的流量和工作频率的 要求。 最后根据具体使用场景对压电微泵性能的 要求， 调整振动基板层中流通路的面积， 对压电 微泵的结构进行优化， 再不改变压电微泵基本结 构的情况下， 使其满足不同应用场景下的不同需 求。 权利要求书2页 说明书4页 附图5页 CN 115163463 A 2022.10.11 CN 115163463 A 1.一种针对不同使用场景的压电微泵优化方法， 其特征在于： 该方法具体包括以下步 骤： 步骤1、 确定 压电微泵基本结构 所述压电微泵包括依次层叠的进流层(100)、 挠性层(102)、 振动基板层(104)和壳体层 (109)， 以及固定在振动基板层(104)朝向挠性层(102)侧面的堵塞层(106)和固定在振动基 板层(104)朝向壳体层(109)侧面的振动 层(107)； 其中， 振动基板层(104)与挠性层(102)之 间、 振动层(107)与壳体层(109)之间存在空腔； 振动层(107)的两面分别固定有正负电极； 设置在振动基板层(104)上与堵塞层(106)、 振动层(107)不重叠的位置的流通路， 与开 设在壳体层(109)上的通孔连通， 形成泵体的输出流道； 设置在挠性层(102)上的通孔与开 设在进流层(100)上的通孔连通， 形成泵体的输入流道； 所述堵塞层(106)向挠性层(106)移 动后， 能完全堵塞挠 性层(106)上的通 孔； 步骤2、 确定使用场景 确定压电微泵的使用场景， 分析 该场景对压电微泵的流 量和工作频率的要求； 步骤3、 优化压电微泵 根据具体使用场景对压电微泵性能的要求， 调整振动 基板层(104)中流通路的面积， 对 压电微泵的结构进行优化； 所述振动基板层(104)包括边缘固定部、 弹性连接件(105)和中 心振动部； 其中， 边缘固定部用于与挠性层(102)、 壳体层(109)固定， 中心振动部用于与振 动层(107)、 堵塞层(106)固定； 多个均匀排列且互不重叠的弹性连接件(105)用于连接边缘 固定部与中心振动部， 并形成流通路； 当步骤2中的使用场景要求压电微泵的流量大于阈值 时， 设置振动基板层(104)中流通路与弹性连接件(105)的面积比为1:1～3:2； 当步骤2中的 使用场景要求压电微泵工作频率大于20kHz时， 设置振动基板层(104)中流通路与弹性连接 件(105)的面积比为2:1～4:1。 2.如权利要求1所述一种针对不同使用场景的压电微泵优化方法， 其特征在于： 作为优 选， 所述边缘固定部的厚度大于中心振动部与弹性连接件(10 5)的厚度。 3.如权利要求1所述一种针对不同使用场景的压电微泵优化方法， 其特征在于： s3.2中 所述的振动基板层(104)的弹性连接件(105)包括一端相连的第一连接部和第二连接部， 第 一连接部和第二连接部的另一端分别与中心振动部、 边缘固定部连接； 第一连接部和第二 连接部形成的夹角为1 10°～140°。 4.如权利要求1所述一种针对不同使用场景的压电微泵优化方法， 其特征在于： s3.3 中 所述的振动基板层(104)的弹性连接件(105)包括第一连接部、 第二连接部和弹性段； 其中， 弹性段呈圆弧形； 第一连接部的一端与中心振动部连接， 另一端与弹性段的一端连接； 第二 连接部的一端与 与弹性段的另一端连接， 另一端与边 缘固定部连接。 5.如权利要求1所述一种针对不同使用场景的压电微泵优化方法， 其特征在于： s3.3 中 所述的振动基板层(104)的弹性连接件(105)包括第一连接部、 第二连接部、 第三连接部和 弹性段； 其中， 弹性段呈圆弧形； 第一连接部、 第二连接部的一端分别与弹性段的两端 连接， 另一端均与边缘固定部连接； 第三连接部的一端与中心振动部连接， 另一端与弹性段的中 点连接。 6.一种压电微泵， 其特征在于： 包括依次层叠的进流层(100)、 挠性层(102)、 振动基板 层(104)和壳体层(109 )， 以及固定在振动基板层(104)朝向挠性层(102 )侧面的堵塞层权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115163463 A 2(106)和固定在振动基板层(104)朝向壳体层(109)侧面的振动层(107)； 其中， 振动基板层 (104)与挠性层(102)之间、 振动 层(107)与壳体层(109)之间存在空腔； 振动层(10 7)的两面 分别固定有正负电极； 所述振动基板层(104)包括边缘 固定部、 弹性连接件(105)和中心振动 部； 其中， 边缘 固 定部用于与挠性层(102)、 壳体层(109)固定， 中心振动部用于与振动 层(107)、 堵塞层(106) 固定； 多个均匀排列且互不重叠的弹性连接件(105)用于连接边缘固定部与中心振动部， 并 形成流通路； 当压电微泵应用于工作频率大于阈值的场景时， 振动基板层(104)中流通路与弹性连 接件(105)的面积比为2:1～4:1； 当压电微泵应用于输出流量大于阈值的场景时， 振动基板 层(104)中流 通路与弹性连接件(10 5)的面积比为1:1～3:2； 所述流通路与开设在壳体层(109)上的通孔连通， 形成泵体的输出流道； 设置在挠性层 (102)上的通孔与开设在进流层(100)上的通孔连通， 形成泵体的输入流道； 所述堵塞层 (106)向挠性层(106)移动后， 能完全堵塞挠 性层(106)上的通 孔； 当振动层(107)受到激励信号时带动振动基板层(104)进行往复振动， 振动基板层 (104)的中心振动部的远离挠性层(102)时， 堵塞层(106)与挠性层(102)分离， 振动基板层 (104)的变形使得振动基板层(104)与挠性层(102)之间的变压腔室的容积增大， 且与进气 孔连通， 外界流体被吸入输入流道； 同时， 输出流道的容积减小， 将内部流体从出气口喷出； 当振动基板层(104)的中心振动部靠近挠性层(102)时， 堵塞层(106)与挠性层(102)接触， 振动基板层(104)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， 变压腔室内的流体输送到 输出流道中。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115163463 A 3