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原文传递一种可用于超声长距离悬浮传输装置及支撑距离确定方法

专利名称：	一种可用于超声长距离悬浮传输装置及支撑距离确定方法
摘要：	本发明涉及超声驻波/行波悬浮传输领域，更具体的说是一种可用于超声长距离悬浮传输装置及支撑距离确定方法，包括换能器、弹性体振动平板、激光测振仪控制箱、超声电源和激光头，通过两个换能器与作为辐射面的弹性体振动平板相连，在激励信号的驱动下两个换能器带动弹性体振动平板产生振动，从而在弹性体振动平板上与两个换能器的固定连接处之间的部分产生混合驻波成分和行波成分的振动场，通过调节两个换能器振动相位差，可以实现弹性体振动平板上振动波节点的移动和振幅的改变；通过激光测振仪控制箱和激光头可以测量弹性体振动平板上的振幅随超声电源驱动两路换能器的相位差之间的关系曲线,实现传输装置的两个支撑点间支撑距离的确定。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	哈尔滨工业大学
发明人：	董惠娟;穆冠宇;王强;赵杰;孟繁斌
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910764676.0
公开号：	CN110356852A
代理机构：	北京君恒知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	余威
分类号：	B65G54/00(2006.01);B;B65;B65G;B65G54
申请人地址：	150000 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号哈尔滨工业大学主楼123室
主权项：	1.一种可用于超声长距离悬浮传输装置，包括换能器(5)、弹性体振动平板(7)、激光测振仪控制箱(8)、超声电源(9)和激光头(10)，换能器(5)左右对称设置有两个，弹性体振动平板(7)的左右两端分别固定连接在两个换能器(5)的上端，其特征在于：换能器(5)在超声电源(9)的驱动下带动弹性体振动平板(7)产生振动，在弹性体振动平板(7)上与两个换能器(5)的固定连接处之间的部分产生含有行波成分的二维驻波声场(11)，激光测振仪控制箱(8)和激光头(10)可以测量弹性体振动平板(7)上的振幅随超声电源(9)驱动两路换能器(5)的相位差之间的关系曲线。 2.根据权利要求1所述的一种可用于超声长距离悬浮传输装置，其特征在于：所述超声电源(9)和两个换能器(5)连接，超声电源(9)调节两个换能器(5)振动相位差控制弹性体振动平板(7)上振幅的改变，使得弹性体振动平板(7)上形成含有行波成分的二维驻波声场(11)。 3.根据权利要求1或2所述的一种可用于超声长距离悬浮传输装置，其特征在于：所述两个换能器(5)和一个弹性体振动平板(7)形成一个传输装置，多个传输装置可以相互首尾拼接。 4.根据权利要求1所述的一种可用于超声长距离悬浮传输装置，其特征在于：所述弹性体振动平板(7)上形成的含有行波成分的二维驻波声场(11)的振幅变化与弹性体振动平板(7)的两个支撑点间距离有关，弹性体振动平板(7)与换能器(5)连接支撑点到弹性体振动平板(7)端部的距离应与弹性体振动平板(7)上的波长满足比例关系。 5.根据权利要求1所述的一种可用于超声长距离悬浮传输装置，其特征在于：所述弹性体振动波长的测量装置还包括底座(1)、换能器横板(4)、角铁竖架(2)、角铁横架(3)和压板(6)，其特征在于：所述角铁竖架(2)设置有四个，四个角铁竖架(2)的下端分别固定连接在底座(1)的四个角上，角铁横架(3)前后对称设置有两个，两个角铁横架(3)的左右两端分别固定连接在四个角铁竖架(2)的中端，换能器横板(4)的前后两端分别固定连接在两个角铁横架(3)上，压板(6)左右对称设置有两个，两个压板(6)分别固定连接在换能器横板(4)的左右两端，两个压板(6)内圆的下端面分别与两个换能器(5)接触，两个压板(6)外圆的下端面均与换能器横板(4)接触。 6.根据权利要求5所述的一种可用于超声长距离悬浮传输装置，其特征在于：所述换能器横板(4)上设置有换能器安装口(4-1)、换能器支撑口(4-2)和换能器定位面(4-3)，换能器安装口(4-1)和换能器支撑口(4-2)均左右对称设置有两个，两个换能器安装口(4-1)和换能器支撑口(4-2)分别设置在换能器横板(4)的左右两端，两个换能器安装口(4-1)和两个换能器支撑口(4-2)分别同轴设置，两个换能器支撑口(4-2)的左右两端均设置有换能器定位面(4-3)。 7.根据权利要求6所述的一种可用于超声长距离悬浮传输装置，其特征在于：所述换能器(5)包括一级变幅杆Ⅰ(5-1)、一级变幅杆Ⅱ(5-2)、变幅杆定位面(5-3)、一级变幅杆Ⅲ(5-4)、二级变幅杆(5-5)、绝缘片(5-6)、A电极(5-7)、B电级(5-8)、压电陶瓷(5-9)和后盖板(5-10)，一级变幅杆Ⅰ(5-1)的上端固定连接有一级变幅杆Ⅱ(5-2)，一级变幅杆Ⅱ(5-2)的左右两侧均设置有变幅杆定位面(5-3)，一级变幅杆Ⅲ(5-4)的下端固定连接在一级变幅杆Ⅱ(5-2)上，二级变幅杆(5-5)的下端固定连接在一级变幅杆Ⅲ(5-4)上，绝缘片(5-6)固定连接在一级变幅杆Ⅰ(5-1)的下端，绝缘片(5-6)的下端固定连接有两个A电极(5-7)和两个B电级(5-8)，两个A电极(5-7)和两个B电级(5-8)相互穿插设置，两个A电极(5-7)和两个B电级(5-8)的下端固定连接有压电陶瓷(5-9)，压电陶瓷(5-9)的下端固定连接有后盖板(5-10)，一级变幅杆Ⅱ(5-2)左右两侧上设置的变幅杆定位面(5-3)分别与对应的换能器定位面(4-3)接触，两个一级变幅杆Ⅰ(5-1)分别间隙配合在两个换能器安装口(4-1)内，两个一级变幅杆Ⅱ(5-2)的下端面分别与对应的换能器支撑口(4-2)接触，两个一级变幅杆Ⅱ(5-2)分别间隙配合在两个换能器支撑口(4-2)内，两个A电极(5-7)和两个B电级(5-8)均接在超声电源上，所述换能器(5)为1.5倍换能器，换能器(5)的谐振频率为20KHz，所述一级变幅杆Ⅰ(5-1)、一级变幅杆Ⅱ(5-2)和一级变幅杆Ⅲ(5-4)均为圆柱形，一级变幅杆Ⅰ(5-1)、一级变幅杆Ⅱ(5-2)和一级变幅杆Ⅲ(5-4)同轴设置，二级变幅杆(5-5)的上下两端面均为矩形，上下两端面的尺寸不同，二级变幅杆(5-5)的侧面形状为指数函数形式，弹性体振动平板(7)的左右两端分别通过细牙螺栓固定连接在二级变幅杆(5-5)的上端。 8.根据权利要求7所述的一种可用于超声长距离悬浮传输装置，其特征在于：所述压板(6)上设置有压板定位孔(6-1)和压板安装槽(6-2)，压板定位孔(6-1)和压板安装槽(6-2)连通，两个压板(6)分别通过两个压板安装槽(6-2)安装在两个一级变幅杆Ⅲ(5-4)上，两个压板(6)分别通过两个压板定位孔(6-1)间隙配合在两个一级变幅杆Ⅲ(5-4)上，两个压板(6)内圆的下端面与一级变幅杆Ⅱ(5-2)接触。 9.一种可用于超声长距离悬浮传输装置的支撑距离确定方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一：超声电源(9)调节两个换能器(5)振动相位差控制弹性体振动平板(7)上振幅的改变，使得弹性体振动平板(7)上形成驻波声场(11)；步骤二：激光测振仪控制箱(8)和激光头(10)测量弹性体振动平板(7)上的波长步骤三：激光测振仪控制箱(8)和激光头(10)测量弹性体振动平板(7)上的振幅随超声电源(9)驱动两路换能器(5)的相位差之间的关系曲线；步骤四：通过关系曲线和MATLAB生成的多组长度的振幅-相位差函数进行比对，并调整弹性体振动平板(7)两个与两路换能器(5)连接的支撑点间距离，使得弹性体振动平板(7)上的振动振幅满足悬浮传输条件；步骤五：根据步骤二测量的弹性体振动平板(7)上的波长，调整换能器(5)与弹性体振动平板(7)连接的支撑点到弹性体振动平板(7)端部的距离，结合步骤四两个支撑点间距离，确定弹性体振动平板(7)的支撑距离。 10.一种可用于超声长距离悬浮传输装置的支撑距离确定方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一：超声电源(9)调节两个换能器(5)振动相位差控制弹性体振动平板(7)上振幅的改变，使得弹性体振动平板(7)上形成含有行波成分的二维驻波声场(11)对被悬浮物体(12)进行运输；步骤二：激光测振仪控制箱(8)和激光头(10)测量弹性体振动平板(7)上的波长；步骤三：激光测振仪控制箱(8)和激光头(10)测量弹性体振动平板(7)上的振幅随超声电源(9)驱动两路换能器(5)的相位差之间的关系曲线；步骤四：根据步骤二测量的弹性体振动平板(7)上的波长，调整换能器(5)与弹性体振动平板(7)连接的支撑点到弹性体振动平板(7)端部的距离，即确定弹性体振动平板(7)的支撑距离。
所属类别：	发明专利