本發明涉及流體機械，具體涉及一種仿crassula?muscosa葉片結構無閥壓電泵及其控制方法。
背景技術：
1、壓電泵是一種利用壓電振子的往復運動結合流阻差結構的新型流體傳輸裝置，具有結構簡單、工作噪聲小、性能穩定等優點，被廣泛的應用于微流控、化學分析、生物醫療等領域。根據“閥門”類型，可以將壓電泵分為有閥壓電泵和無閥壓電泵。有閥壓電泵存在可移動閥體，通過閥門的開啟與閉合實現液體的單向流動。有閥壓電泵通常流量較大、無回流現象，但當驅動頻率較高時，壓電泵會出現動態平衡，泵流量會快速下降至零，出現“泵閥滯后性”。
2、無閥壓電泵內部不存在實體閥結構，可有效避免“泵閥滯后性”，且無閥壓電泵結構更簡單、易微型化。根據流阻結構的不同，可以將無閥壓電泵分為錐形流管無閥壓電泵、y形流管無閥壓電泵、圓弧形流管無閥壓電泵等。但無閥壓電泵存在泵流量低、輸出壓力低以及回流現象，限制了其第一步推廣。
3、仿生學是最近剛興起的一門學科，在各個領域都得到了廣泛的應用。仿生學在無閥壓電泵領域的應用已有所涉及，如模仿魚類游動發明的仿魚尾無閥壓電泵、模仿魚鱗的仿魚鱗結構無閥壓電泵。但是，目前仿生學在無閥壓電泵領域的應用還遠遠無閥滿足科技發展的需求，因此對仿生學在無閥壓電泵領域應用的研究具有重要的意義。
技術實現思路
1、因此，本發明解決了現有技術中無閥壓電泵存在泵流量低、輸出壓力低以及回流現象的技術問題；本發明提供的仿crassula?muscosa葉片結構無閥壓電泵及其控制方法，促進液體的正向流動，阻礙液體的反向流動，進而抑制液體的回流現象，增加無閥壓電泵的流量。
2、本發明的發明構思為通過在進、出口流道中間放置一排仿crassula?muscosa葉片結構來形成正、反向流阻差，形成單向流動，實現泵的功能；crassula?muscosa葉片結構是指一種名叫青鎖龍的植物葉片結構，仿crassula?muscosa葉片結構兩側存在凹角，會形成非均質液體彎月面，當非均質液體彎月面的前邊緣到達相鄰的crassula?muscosa葉片時，液體會在毛細管力的作用下快速穿過該crassula?muscosa葉片(此時液體的平均傳輸速度是平時的20倍)，而在其他方向上液體的流動將會受阻，可促進液體的正向流動，阻礙液體的方向流動，進而抑制液體的回流現象，增加無閥壓電泵的流量。
3、本發明提供一種仿crassula?muscosa葉片結構無閥壓電泵，包括泵座，所述泵座上方設置有泵蓋，泵蓋與泵座之間設置有墊片；所述墊片與泵蓋之間設置有壓電振子；所述泵座內設置有仿crassula?muscosa葉片結構。泵蓋與泵座可通過3d打印制作而成。墊片放置于泵座上方，用于密封流道；壓電振子放置于墊片上方；所述泵蓋安裝在壓電振子上方，且沉孔面與壓電振子接觸。
4、進一步地，所述泵座兩端分別連接有進水管與出水管；所述進水管與出水管分別與泵座內開設的進水口流道與出水口流道連通；所述泵座內開設有泵腔，泵腔兩側分別與進水口流道和出水口流道連通；所述進水口流道與出水口流道設置有仿crassula?muscosa葉片結構。
5、進一步地，所述仿crassula?muscosa葉片結構包括結構側面、結構安裝面與結構底面；所述仿crassula?muscosa葉片結構結構安裝面固定在進水口流道以及出水口流道中間。
6、進一步地，所述結構側面與進水口流道和出水口流道的底面夾角為θ1；結構底面與進水口流道和出水口流道的底面夾角為θ2；所述進水口流道和出水管流道各設置有4個仿crassula?muscosa葉片結構，且安裝方向保持一致；每個仿crassula?muscosa葉片結構之間的間距為d。
7、進一步地，所述仿crassula?muscosa葉片結構的高度小于進水口流道和出水管流道的深度。
8、進一步地，所述墊片上開設有墊片通孔與墊片螺孔；泵蓋上開設有泵蓋螺孔與泵蓋通孔；所述泵座上設置有泵座螺孔；泵蓋、墊片與泵座之間通過螺絲與螺母連接；螺絲穿過泵蓋螺孔、墊片螺孔與泵座螺孔。泵體上泵腔的中心、墊片上墊片通孔的中心、壓電振子的中心、墊圈的中心、泵蓋上沉孔和泵蓋通孔的中心在同一位置；所述螺絲穿過泵座螺栓孔、墊片螺絲孔、泵蓋螺絲孔與螺母裝配，起到夾緊作用；所述金屬環位于泵蓋和螺絲之間，起到保護泵蓋的作用。
9、進一步地，所述泵蓋上設置有泵蓋沉孔，所述泵蓋沉孔內設置有壓電振子。泵蓋安裝在壓電振子上方，且沉孔面與壓電振子接觸；所述墊圈位于壓電振子和泵蓋之間，起到密封作用。
10、進一步地，所述壓電振子包括壓電陶瓷、基片；所述壓電陶瓷的直徑小于基片的直徑；所述壓電振子用于在驅動信號的激勵下產生形變，引起泵腔容積的變化，使液體產生單向流動。所述壓電陶瓷與基片之間可通過ab膠粘接、固定。
11、本發明還提供一種基于上述仿crassula?muscosa葉片結構無閥壓電泵的控制方法，包括如下步驟：
12、s1：驅動電壓逐漸增加，壓電振子由平衡位置逐漸向上彎曲運動至極限位置，此時泵腔容積也在逐漸增大，內部壓強減小，液體分別從進水口流道和出水口流道流入泵腔；
13、s2：驅動電壓逐漸減小，壓電振子逐漸由上極限位置向平衡位置運動，泵腔容積逐漸減小，內部壓強逐漸增大，液體分別從進水口流道和出水口流道流出泵腔；
14、s3：驅動電壓逐漸增加，壓電振子由平衡位置逐漸向下彎曲運動至極限位置，泵腔容積繼續減小，內部壓強繼續增加，液體繼續分別從進水口流道和出水口流道流出泵腔；
15、s4：驅動電壓逐漸減小，壓電振子由下極限位置向平衡位置運動，泵腔容積逐漸減小，內部壓強逐漸增大，液體分別從進水口流道和出水口流道流入泵腔。
16、在上述技術方案中，本發明提供的技術效果和優點：
17、1.發明提出仿crassula?muscosa葉片結構的無閥壓電泵，通過在進、出口流道中間放置一排仿crassula?muscosa葉片結構來形成正、反向流阻差，形成單向流動，實現泵的功能。
18、2.本發明所提出的仿crassula?muscosa葉片結構無閥壓電泵其流道中的仿crassula?muscosa葉片結構可依靠兩側凹角處會形成非均質液體彎月面，并以此來促進液體從進水口流道流入泵腔，阻礙液體從出水口流道流入泵腔，阻礙液體從進水口流道流出泵腔，促進液體從出水口流道流出泵腔；據此，可有效的抑制液體的回流，并結合構仿crassula?muscosa葉片結構的流阻差作用，增加壓電泵的流量。
1.一種仿crassula?muscosa葉片結構無閥壓電泵，其特征在于，包括泵座(8)，所述泵座(8)上方設置有泵蓋(3)，泵蓋(3)與泵座(8)之間設置有墊片(6)；所述墊片(6)與泵蓋(3)之間設置有壓電振子(5)；所述泵座(8)內設置有仿crassula?muscosa葉片結構。
2.根據權利要求1所述的仿crassula?muscosa葉片結構無閥壓電泵，其特征在于，所述泵座(8)兩端分別連接有進水管(80)與出水管(85)；所述進水管(80)、出水管(85)分別與泵座(8)內開設的進水口流道(81)與出水口流道(84)連通；所述泵座(8)內開設有泵腔(82)，泵腔(82)兩側分別與進水口流道(81)和出水口流道(84)連通；所述進水口流道(81)與出水口流道(84)設置有仿crassula?muscosa葉片結構。
3.根據權利要求2所述的仿crassula?muscosa葉片結構無閥壓電泵，其特征在于，所述仿crassula?muscosa葉片結構包括結構側面(70)、結構安裝面(71)和結構底面(72)；所述仿crassula?muscosa葉片結構結構安裝面(71)固定在進水口流道(81)與出水口流道(84)的中間。
4.根據權利要求3所述的仿crassula?muscosa葉片結構無閥壓電泵，其特征在于，所述結構側面(70)與進水口流道(81)和出水口流道(84)的底面的夾角為θ1；結構底面(72)與進水口流道(81)和出水口流道(84)底面的夾角為θ2；所述進水口流道(81)和出水管(85)流道各設置有4個仿crassula?muscosa葉片結構，且安裝方向保持一致；每個仿crassulamuscosa葉片結構之間的間距為d。
5.根據權利要求4所述的仿crassula?muscosa葉片結構無閥壓電泵，其特征在于，所述仿crassula?muscosa葉片結構的高度小于進水口流道(81)或出水管(85)流道的深度。
6.根據權利要求5所述的仿crassula?muscosa葉片結構無閥壓電泵，其特征在于，所述墊片(6)中心開設有墊片通孔(61)，墊片通孔(61)四周設置有墊片螺孔(60)；泵蓋(3)中心處開設有泵蓋通孔(32)，泵蓋通孔(32)四周設置有泵蓋螺孔(30)；所述泵座(8)上設置有泵座螺孔(83)；泵蓋(3)、墊片(6)與泵座(8)之間通過螺絲(1)與螺母(9)連接；螺絲(1)穿過泵蓋螺孔(30)、墊片螺孔(60)與泵座螺孔(83)。
7.根據權利要求6所述的仿crassula?muscosa葉片結構無閥壓電泵，其特征在于，所述螺絲(1)與泵蓋頂部之間設置有金屬環(2)。
8.根據權利要求7所述的仿crassula?muscosa葉片結構無閥壓電泵，其特征在于，所述泵蓋上設置有泵蓋沉孔(31)，所述泵蓋沉孔(31)內設置有壓電振子(5)；壓電振子(5)與泵蓋(3)之間設置有墊圈(4)。
9.根據權利要求8所述的仿crassula?muscosa葉片結構無閥壓電泵，其特征在于，所述壓電振子(5)包括壓電陶瓷(50)、基片(51)；所述壓電陶瓷(50)的直徑小于基片(51)的直徑；所述壓電振子(5)用于在驅動信號的激勵下產生形變，引起泵腔(82)容積的變化，使液體產生單向流動。
10.一種基于權利要求1至9任一所述的仿crassula?muscosa葉片結構無閥壓電泵的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：