本發(fā)明涉及一種液體輸送裝置及應(yīng)用，特別是涉及一種液體驅(qū)動電機及應(yīng)用，還涉及一種液體微量注射及分配裝置及應(yīng)用，應(yīng)用于生物醫(yī)藥、化學(xué)化工、材料合成、流體輸運、食品加工等液體微量驅(qū)動控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

直線電機是一種將電能直接轉(zhuǎn)變成直線運動機械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)的傳動裝置。通常可以認為直線電機是從普通旋轉(zhuǎn)電機演變而來，將旋轉(zhuǎn)電機的圓筒型定、轉(zhuǎn)子沿軸向剖開拉直，就形成了平板型機構(gòu)的直線電機，再將扁平的初級、次級卷繞在一根與磁場運動方向平行的軸上，即可得到扁平型、圓筒型、圓盤型和圓弧型直線電機。

傳統(tǒng)型直線電機的結(jié)構(gòu)有限、應(yīng)用受限，無法滿足現(xiàn)在結(jié)構(gòu)形狀更加多樣的次級。傳統(tǒng)圓筒型直線感應(yīng)電動機初級鐵心圓筒齒槽數(shù)量龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難。而且繞組線圈連接復(fù)雜，繞組因數(shù)低，使得電機輸出推力低。

圓筒型直線感應(yīng)電動機的初級結(jié)構(gòu)有三種主要結(jié)構(gòu)形式：縱向疊片式、橫向疊片式、窗疊片式。疊片式結(jié)構(gòu)一般是由4到6組獨立的鐵心裝配而成，初級的渦流損耗減少，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝配較困難。橫向疊片式和硅鋼片式結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，也是應(yīng)用較多的形式，其主要缺點是鐵芯渦流損耗較大，大大降低電機的效率。窗疊片式結(jié)構(gòu)渦流損耗較小，但是加工成本高。

傳統(tǒng)的直線感應(yīng)式電機不僅具有上述電流損耗嚴重等問題，而且裝置臃腫，結(jié)構(gòu)形式有限，不能用于微型或者結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備里。鑒于以上技術(shù)問題，提供一種可以克服上述裝置臃腫、結(jié)構(gòu)形式有限缺陷的一種新型導(dǎo)電液體微量驅(qū)動的方法成為亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置，基于初級線圈產(chǎn)生的行波磁場、在次級導(dǎo)電液體中產(chǎn)生電磁力、并直接推動導(dǎo)電液體運動，開發(fā)一種柔性裝置，利用多相逆變器給一系列矩形線圈供電，在裝置內(nèi)部產(chǎn)生平行移動的行波磁場，作用于導(dǎo)電液體，產(chǎn)生軸向的電磁力，推動導(dǎo)電液體流動，實現(xiàn)導(dǎo)電液體的流量可控、流向可控、流速可控。本發(fā)明具有無被壓驅(qū)動、無推桿結(jié)構(gòu)、整體結(jié)構(gòu)緊湊、使用簡單、方便攜帶、噪音小、使用壽命長等優(yōu)點。

為達到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明的構(gòu)思如下：

本發(fā)明的工作原理在于，柔性裝置卷成與管壁相符合的形狀，多相逆變器給柔性裝置的矩形線圈通電后，裝置內(nèi)部產(chǎn)生沿著管道徑向分布的、軸對稱的行波磁場，行波磁場的運動方向是管道的軸向，管道內(nèi)部的導(dǎo)電液體在磁場切割下產(chǎn)生周向的感應(yīng)電流，在徑向磁場和周向電流的共同作用產(chǎn)生軸向電磁力、驅(qū)動導(dǎo)電液體定向流動。改變多相逆變器提供的交流電相位、電流、頻率等參數(shù)，實現(xiàn)對導(dǎo)電液體啟停、流量、流向、流速的高精度控制。

根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置，包括柔性基板、矩形線圈、絕緣層、導(dǎo)磁層、封蓋和逆變器，柔性基板采用絕緣柔性材料制成，柔性基板的背面形成安裝結(jié)合部，安裝結(jié)合部能與選定安裝部位進行固定結(jié)合，在柔性基板的正面，由底部到上部依次設(shè)置導(dǎo)磁層和封蓋，采用k×j個矩形線圈構(gòu)成線圈陣列，其中行數(shù)k≥2，列數(shù)j≥2，任意相鄰的矩形線圈之間設(shè)置絕緣層，每個矩形線圈的環(huán)形導(dǎo)線之間也設(shè)置絕緣層，將矩形線圈設(shè)置在導(dǎo)磁層內(nèi)，在導(dǎo)磁層上部設(shè)置封蓋，驅(qū)動柔性基板在彎曲后能圍成環(huán)形封閉空間，逆變器連接對應(yīng)的矩形線圈陣列，在柔性基板圍成的封閉空間內(nèi)形成軸對稱分布的徑向感應(yīng)磁場，逆變器提供的時變電場在矩形線圈陣列中形成軸向運動的行波磁場，行波磁場產(chǎn)生同向的電磁力，驅(qū)動環(huán)形封閉空間中管道內(nèi)的導(dǎo)電液體流動。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，矩形線圈的導(dǎo)線由低電阻材料采用圖案蝕刻印刷法制成，每個矩形線圈的導(dǎo)線在多層印刷平面內(nèi)螺旋繞制，增加了每個矩形線圈的導(dǎo)線匝數(shù)，減少了單根導(dǎo)線的橫截面積和電流密度，提高了感應(yīng)磁場的磁通密度，在柔性基板的展開平面上數(shù)個矩形線圈組成k×j的線圈陣列中，k為導(dǎo)線繞制方向相同的矩形線圈個數(shù)，由k個圖案、尺寸和間隔一致的矩形線圈同向串聯(lián)形成電磁極的S極或N級，即1列，以360°/k的夾角、軸對稱分布在柔性基板彎曲后形成的環(huán)形封閉空間的周向外圍平面上，k的數(shù)量越多、徑向感應(yīng)磁場的軸對稱性和軸向電磁力的均勻性越高，j列矩形線圈均有相同的有效匝數(shù)，相鄰兩列矩形線圈的繞制方向相反，形成1對電磁極，即S級和N級，行波磁場需要j＝a×b列矩形線圈，其中a≥2為相電流的數(shù)量，其中b≥2為電磁極對的數(shù)量，構(gòu)成至少4對環(huán)形的電磁極：在k×j的線圈陣列中的任意相鄰的兩列的k×2矩形線圈8子陣列，其中k×2矩形線圈子陣列的內(nèi)部接線方式為：

k個同向繞制的矩形線圈串聯(lián)形成1個電磁極，組成S極的k個矩形線圈反向連接組成N極的k個矩形線圈形成1對電磁極，當采用兩相交流電、2對電磁極、1個電磁極包含4個矩形線圈的方案時，構(gòu)成4對環(huán)形的電磁極，即依次為第一S電磁極、第二S電磁極、第一N電磁極、第二N電磁極，第一S電磁極的輸出端連接第一N電磁極的輸入端，第二S電磁極的輸出端連接第二N電磁極的輸入端，兩相以上的k×j矩形線圈陣列的內(nèi)部接線方式以此類推；

逆變器提供兩相及更多相的交流電，k×2矩形線圈子陣列的外部接線方式為：

當構(gòu)成4對環(huán)形的電磁極時，第一S電磁極的輸入端連接逆變器的第一相輸出端，第二N電磁極的輸出端連接逆變器的第二相輸入端，第二S電磁極的輸入端連接逆變器的第二相輸出端，第一N電磁極的輸出端連接逆變器的第一相輸入端，兩相以上的k×j矩形線圈陣列與逆變器的外部接線方式以此類推；

電逆變器根據(jù)外部指令調(diào)節(jié)相電流的時間、相位、頻率、大小中的任意幾種參數(shù)。

作為上述方案的進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，當采用三相交流電、2對電磁極、1個電磁極包含4個矩形線圈的方案時，即k＝4、j＝3×2，矩形線圈陣列沿著管道軸向構(gòu)成6個環(huán)形的電磁極，即依次為第一S電磁極、第三N電磁極、第二S電磁極、第一N電磁極、第三S電磁極、第二N電磁極，內(nèi)部接線方式為：

4個同向繞制的矩形線圈串聯(lián)形成1個電磁極，S極的4個矩形線圈反向連接N極的4個矩形線圈形成1對電磁極，第一S電磁極的輸出端連接第一N電磁極的輸入端，第二S電磁極的輸出端連接第二N電磁極的輸入端，第三S電磁極的輸出端連接第三N電磁極的輸入端；

外部接線方式為：

逆變器提供三相交流電，采用星形接線法連接矩形線圈陣列，形成3對電磁極，逆變器的第一輸出端連接第一S電磁極的輸入端，逆變器的第二輸出端連接第二S電磁極的輸入端，逆變器的第三輸出端連接第三S電磁極的輸入端，逆變器的第一輸入端連接第一N電磁極的輸出端，逆變器的第二輸入端連接第二N電磁極的輸出端，逆變器的第三輸入端連接第三N電磁極的輸出端；

即矩形線圈陣列的三相交流電的電流路徑為：逆變器的第一輸出端→第一S電磁極→第一N電磁極→逆變器的第一輸入端，逆變器的第二輸出端→第二S電磁極→第二N電磁極→逆變器的第二輸入端，逆變器的第三輸出端→第三S電磁極→第三N電磁極→逆變器的第三輸入端。

作為上述方案的進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，矩形線圈的導(dǎo)線外部包覆柔性的有機材料絕緣層，絕緣層的外部設(shè)置導(dǎo)磁層，導(dǎo)磁層采用軟磁復(fù)合材料制成，軟磁復(fù)合材料的矯頑力<100A/m，磁導(dǎo)率>6000H/m，導(dǎo)磁層填充在被絕緣層包覆的矩形線圈導(dǎo)線空隙處和外部，通電后矩形線圈陣列磁化導(dǎo)磁層，強化感應(yīng)磁場。

作為上述方案的進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，封蓋采用耐腐蝕、耐沖擊、絕緣導(dǎo)磁、防水、防塵的柔性高分子材料制成，封蓋能保護柔性基板上電路的正常工作。

作為上述方案的進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，在柔性基板背面設(shè)有粘膠或具有機械結(jié)構(gòu)的安裝結(jié)合部，使柔性基板與選定安裝部位相連接，柔性基板背面的安裝結(jié)合部能與不同形狀的管道內(nèi)壁或外壁相匹配，易于安裝和拆卸。

作為上述方案的進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，矩形線圈的導(dǎo)線由銅和銀中的任意一種低電阻材料或者兩種金屬的合金低電阻材料采用圖案蝕刻印刷法制成，矩形線圈的導(dǎo)線外部包覆柔性的有機材料絕緣層材料選用聚酰胺。

一種本發(fā)明導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置的應(yīng)用，將平面展開的柔性基板背面的安裝部與管道內(nèi)壁或外壁結(jié)合，將柔性基板彎曲成管道的筒形結(jié)構(gòu)，即柔性基板進行卷繞時，以柔性基板的起始對接端線和末尾對接端線對接并重合在一起，并以起始對接端線和末尾對接端線為母線進行彎曲，形成環(huán)形封閉空間；每列的k個矩形線圈沿著管道的徑向軸對稱分布，任意相鄰的兩個矩形線圈的中軸線的夾角為360°/k，加載多相電流后，k個軸對稱的感應(yīng)磁場產(chǎn)生沿著管道的軸向運動，即k個行波磁場，行波磁場與交流電場共同作用形成軸向的電磁力、推動管道內(nèi)導(dǎo)電液體的流動，通過外部指令改變逆變器交流電的相位、頻率、時間和大小參數(shù)，調(diào)節(jié)行波磁場的磁感應(yīng)強度和運動方向，控制軸向電磁力的大小和方向，實現(xiàn)對管道內(nèi)導(dǎo)電液體的流量、流速或流向的精確控制。

作為本發(fā)明上述應(yīng)用方案的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，將導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置安裝于液滴噴射器的噴嘴連接管的外壁上，構(gòu)成導(dǎo)電液體的電磁驅(qū)動泵，通過控制導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置，驅(qū)動噴嘴連接管內(nèi)裝載的導(dǎo)電液體進行噴射。

作為本發(fā)明上述應(yīng)用方案的另一種優(yōu)選的技術(shù)方案，將柔性的導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置包覆在生物導(dǎo)電液體的管道外部，構(gòu)成生物導(dǎo)電液的電磁驅(qū)動泵，通過控制導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置，驅(qū)動生物導(dǎo)電液的管道內(nèi)的導(dǎo)電液體進行流動，從而降低生物導(dǎo)電液體在生物導(dǎo)電液體管壁的附著力，并對生物導(dǎo)電液的管道內(nèi)壁上沉積物或附著物進行加速溶解處理，通過改變導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置施加的多相電流的大小、相位或頻率，來控制電磁力大小，沖刷生物導(dǎo)電液體沉積在生物導(dǎo)電液體的管道的內(nèi)壁上的大分子顆粒，從而清理管道內(nèi)表面。

上述生物導(dǎo)電液體的管道優(yōu)選為血管，上述生物導(dǎo)電液優(yōu)選為血液。

作為上述應(yīng)用方案的進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，將單個導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置固定于管道的內(nèi)壁或外壁上，構(gòu)成單通道的導(dǎo)電液體流通管道，或者將多個導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置分別固定于交匯型管道的多個分支管內(nèi)壁或外壁上，分別控制分支管中導(dǎo)電液體的啟停、流速、流量和流向，在總管中得到所需成分、不同流體參數(shù)、不同流向、不同流動順序的匯流，構(gòu)成多通道的微流體驅(qū)動控制器，其中在總管中得到的匯流的所需成分為單一成分或至少兩種成分的多種混合成分。

作為上述應(yīng)用方案的進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，采用3個柔性驅(qū)動裝置，將3個柔性驅(qū)動裝置的柔性基板背面的安裝部分別包覆于3條分支管的外側(cè)或內(nèi)側(cè)，3條分支管分別輸入3種成分的導(dǎo)電液體，控制3個逆變器輸入電流的時間、相位、大小、方向、頻率參數(shù)，產(chǎn)生符合需求的行波磁場，得到不同大小和方向的電磁力，推動3個分支管中導(dǎo)電液體分別以速度v1、v2和v3進行同向或反向流動，在總管中得到v1+v2+0、v1+v2+v3、0+v2+v3、-v1+v2+v3、v1+0+v3、v1-v2+v3、v1+0-v3、v1+v2-v3、v1-v2+0、v1-v2-v3、0+v2-v3或v1+v2-v3的不同成分、不同流速、不同流量或不同流向的微量導(dǎo)電液體匯流，構(gòu)成多通道匯流的微流體驅(qū)動控制器。將單個導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置固定于管道的內(nèi)壁或外壁上、構(gòu)成單通道的液滴噴射器，或者將多個導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置分別固定于交匯型管道的多個分支管內(nèi)壁或外壁上，控制3個逆變器輸入電流的時間、相位、大小、方向、頻率等參數(shù)，產(chǎn)生符合需求的行波磁場，得到不同大小和方向的電磁力，構(gòu)成多通道匯流的微流體噴射控制器。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點：

1.相對于傳統(tǒng)液體驅(qū)動裝置采用液壓泵、氣泵或壓縮彈簧作為能量輸出機構(gòu)，采用推桿或活塞作為能量傳遞機構(gòu)，本發(fā)明采用無能量輸出機構(gòu)、無能量傳遞機構(gòu)的電磁力驅(qū)動方式，在結(jié)構(gòu)上節(jié)省了安裝空間，降低了對使用環(huán)境的要求，增加了便攜性；

2.本發(fā)明采用圖案蝕刻工藝制造的導(dǎo)電液體微量驅(qū)動的方法及柔性裝置，具有整體結(jié)構(gòu)緊湊、小巧、輕盈、使用簡單、方便攜帶的優(yōu)勢；

3.本發(fā)明采用的柔性基板能彎曲，可以根據(jù)管壁的實際形狀做出相應(yīng)的改變，粘附于管壁內(nèi)側(cè)或外側(cè)，應(yīng)用范圍廣、適應(yīng)性強、拆裝方便；

4.本發(fā)明導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置通入多相電流時，柔性基板圍成的環(huán)形封閉空間內(nèi)部形成行波磁場、進而產(chǎn)生電磁力，驅(qū)動導(dǎo)電液體流動；多相電流的大小、相位、頻率可以控制行波磁場和電磁力的強度和方向，從而實現(xiàn)導(dǎo)電液體的微量體積、微小速度、變換運動方向的改變，解決流體運動的控制難題；

5.本發(fā)明采用柔性驅(qū)動裝置包覆在管道外部，在管道橫截面上得到與傳統(tǒng)流速分布完全不同的導(dǎo)電液體流速分布規(guī)律，即管道中心層的流速低、管壁附近層的流速高，降低生物導(dǎo)電液與管壁的附著力，加速溶解管道內(nèi)壁上的大分子附著物/沉淀物，形成管道的自潔清理；

6.本發(fā)明采用的繞組方式能有效增強磁場強度、降低輸入電流的大小、改善焦耳熱效應(yīng)，采用的k個矩形線圈串聯(lián)能夠形成k個軸對稱的感應(yīng)磁場，增強了磁場的對稱性和電磁力的均勻性；

7.本發(fā)明采用的絕緣層置于S極線圈組與N極線圈組、每個矩形線圈之間，起到更好的絕緣作用；

8.本發(fā)明采用高磁通材料的導(dǎo)磁層，可形成封閉的磁場，降低漏磁情況；

9.本發(fā)明采用的封蓋是是耐腐蝕、耐沖擊、絕緣導(dǎo)磁的高分子材料，具有良好的柔韌性能、防水、防塵、防電磁作用，保證電路的工作安全；

10.本發(fā)明采用電磁力驅(qū)動方式，內(nèi)部無機械傳動元件，具有噪音小、無污染、使用壽命長的優(yōu)點，無污染特性可用于生物制藥、化學(xué)配劑、材料合成、流體輸運等導(dǎo)電液體微量注射領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置卷繞為圓筒形的示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例一導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置的平面展開圖，電流路徑：A→S1→N1→X、B→S2→N2→Y和C→S3→N3→Z。

圖3為本發(fā)明實施例一導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置和管道的縱截面示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例一導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置應(yīng)用于眼藥水水平噴射原理圖。

圖5為本發(fā)明實施例二導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置應(yīng)用于血管血栓自清理原理圖。

圖6為本發(fā)明實施例三導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置應(yīng)用于多通道微流體噴射控制器原理圖。

具體實施方式

本發(fā)明的優(yōu)選實施例詳述如下：

實施例一：

在本實施例中，參見圖1～4，一種導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置，包括柔性基板7、矩形線圈8、絕緣層9、導(dǎo)磁層11、封蓋12和逆變器13，柔性基板7采用絕緣柔性材料制成，具有良好的柔性，能夠滿足復(fù)雜變形的需要，柔性基板7的背面形成安裝結(jié)合部，以管外壁作為安裝部位，將柔性基板7的背面與管外壁進行固定結(jié)合，在柔性基板7的正面，由底部到上部依次設(shè)置導(dǎo)磁層11和封蓋12，采用k×j個矩形線圈8構(gòu)成線圈陣列，其中行數(shù)k＝4，列數(shù)j＝6，任意相鄰的矩形線圈8之間設(shè)置絕緣層9，每個矩形線圈8的環(huán)形導(dǎo)線之間也設(shè)置絕緣層9，將矩形線圈8設(shè)置在導(dǎo)磁層11內(nèi)，在導(dǎo)磁層11上部設(shè)置封蓋12，驅(qū)動柔性基板7在彎曲后能圍成環(huán)形封閉空間，逆變器13連接對應(yīng)的矩形線圈8陣列，在柔性基板7圍成的封閉空間內(nèi)形成軸對稱分布的徑向感應(yīng)磁場，逆變器13提供的時變電場在矩形線圈8陣列中形成軸向運動的行波磁場，行波磁場產(chǎn)生同向的電磁力，驅(qū)動環(huán)形封閉空間中管道內(nèi)的導(dǎo)電液體流動。在本實施例中，參見圖1～3，在柔性基板7的正面設(shè)置矩形線圈8，絕緣層9設(shè)置于矩形線圈8的導(dǎo)線之間和相鄰的矩形線圈8之間，導(dǎo)磁層11設(shè)置于矩形線圈8之上，封蓋12將矩形線圈8和導(dǎo)磁層11封裝于柔性基板7的正面，柔性基板7卷曲后背面包覆在管道外壁，軸對稱分布在管道徑向的數(shù)個矩形線圈8形成數(shù)個軸對稱的感應(yīng)磁場，在交流電的作用下，產(chǎn)生沿著管道軸向運動行波磁場和電磁力，驅(qū)動管道內(nèi)的導(dǎo)電液體流動。

在本實施例中，參見圖1～4，矩形線圈8的導(dǎo)線由低電阻材料采用圖案蝕刻印刷法制成，每個矩形線圈的導(dǎo)線在多層印刷平面內(nèi)螺旋繞制，在柔性基板7的展開平面MNQP上數(shù)個矩形線圈8組成4×6的線圈陣列中，在每列線圈陣列中的導(dǎo)線繞制方向相同的矩形線圈8數(shù)為4個，由每列4個圖案、尺寸和間隔一致的矩形線圈8同向串聯(lián)形成電磁極的S極或N級，即1列，4個矩形線圈8以同列任意相鄰的兩個矩形線圈8的中軸線的夾角為90°且軸對稱分布在柔性基板7彎曲后形成的環(huán)形封閉空間周向上，行數(shù)k的數(shù)量越多、徑向感應(yīng)磁場的軸對稱性和軸向電磁力的均勻性越高，j列矩形線圈8均有相同的有效匝數(shù)，相鄰兩列矩形線圈8的繞制方向相反，形成1對電磁極，即S級和N級，行波磁場要求j＝a×b列矩形線圈8，其中a＝3為相電流的數(shù)量，b＝2為電磁極為N-S兩極，構(gòu)成6對環(huán)形的電磁極：S1、N3、S2、N1、S3、N2，采用三相交流電、2對電磁極、1個電磁極包含4個矩形線圈8的方案時，即j＝3×2、k＝4，矩形線圈8陣列沿著管道軸向構(gòu)成6個環(huán)形的電磁極S1、N3、S2、N1、S3、N2，即依次為第一S電磁極S1、第三N電磁極N3、第二S電磁極S2、第一N電磁極N1、第三S電磁極S3、第二N電磁極N2。

在本實施例中，參見圖1～4，在4×6的線圈陣列中的任意相鄰的兩列的4×2矩形線圈8子陣列，其中4×2矩形線圈8子陣列的內(nèi)部接線方式為：4個同向繞制的矩形線圈8串聯(lián)形成1個電磁極，組成S極的4個矩形線圈8反向連接組成N極的4個矩形線圈8形成1對電磁極，第一S電磁極S1的輸出端連接第一N電磁極N1的輸入端，第二S電磁極S2的輸出端連接第二N電磁極N2的輸入端，三相的4×6矩形線圈8陣列的內(nèi)部接線方式以此類推。逆變器提供三相的交流電，4×2矩形線圈子陣列的外部接線方式為：第一S電磁極S1的輸入端連接逆變器的第一相輸出端，第二N電磁極N2的輸出端連接逆變器的第二相輸入端，第二S電磁極S2的輸入端連接逆變器的第二相輸出端，第一N電磁極N1的輸出端連接逆變器的第一相輸入端，三相的4×6矩形線圈陣列與逆變器的外部接線方式以此類推，電逆變器根據(jù)外部指令調(diào)節(jié)相電流的時間、相位、頻率、大小中的任意幾種參數(shù)。

在本實施例中，參見圖1～4，矩形線圈的導(dǎo)線外部包覆柔性的有機材料絕緣層，絕緣層的外部設(shè)置導(dǎo)磁層，導(dǎo)磁層采用軟磁復(fù)合材料制成，軟磁復(fù)合材料的矯頑力<100A/m，磁導(dǎo)率>6000H/m，導(dǎo)磁層填充在被絕緣層包覆的矩形線圈導(dǎo)線空隙處和外部，通電后矩形線圈陣列磁化導(dǎo)磁層，強化感應(yīng)磁場。

在本實施例中，參見圖1～4，封蓋12采用耐腐蝕、耐沖擊、易彎曲、防電磁、防水、防塵的高分子材料制成，封蓋12能保護柔性基板7上電路的安全工作。在柔性基板7背面設(shè)有粘膠或具有機械結(jié)構(gòu)的安裝結(jié)合部，使柔性基板7與選定安裝部位相連接，能匹配不同形狀的管道內(nèi)壁或外壁。矩形線圈8的導(dǎo)線由銅低電阻材料并采用圖案蝕刻印刷法制成，矩形線圈8的導(dǎo)線外部包覆柔性的有機材料絕緣層9材料選用聚酰胺。導(dǎo)磁層11填充在被絕緣層9包覆的矩形線圈8導(dǎo)線空隙處和外部，通電后矩形線圈8陣列磁化導(dǎo)磁層，形成感應(yīng)磁場的強化。

在本實施例中，參見圖1～4，將平面展開的柔性基板7背面的安裝部與管道內(nèi)壁或外壁結(jié)合，將柔性基板7彎曲成管道的筒形結(jié)構(gòu)，即柔性基板7進行卷繞時，以柔性基板7的起始對接端線MN和末尾對接端線PQ對接并重合在一起，并以起始對接端線MN和末尾對接端線PQ為母線進行彎曲，形成環(huán)形封閉空間；每列的k個矩形線圈8沿著管道的徑向軸對稱分布，任意相鄰的兩個矩形線圈8的中軸線的夾角為90°，加載多相電流后，k個軸對稱的感應(yīng)磁場產(chǎn)生沿著管道的軸向運動，即k個行波磁場，行波磁場與交流電場共同作用形成軸向的電磁力、推動管道內(nèi)導(dǎo)電液體的流動，通過外部指令改變逆變器13交流電的相位、頻率、時間和大小參數(shù)，調(diào)節(jié)行波磁場的磁感應(yīng)強度和運動方向，控制軸向電磁力的大小和方向，實現(xiàn)對管道內(nèi)導(dǎo)電液體的流量、流速或流向的精確控制。

在本實施例中，參見圖1～4，矩形線圈8的導(dǎo)線由低電阻材料銅采用圖案蝕刻印刷法制成，每個矩形線圈8的導(dǎo)線在多層印刷平面內(nèi)螺旋繞制，增加導(dǎo)線匝數(shù)可以減少導(dǎo)線的橫截面積和電流密度、提高感應(yīng)磁場的磁通密度，在柔性基板的展開平面MNQP上數(shù)個矩形線圈組成4×6的線圈陣列，每列由4個同向繞制的矩形線圈串聯(lián)組成，同一列的數(shù)個矩形線圈繞制方向相同，相鄰兩列的矩形線圈組繞制方向相反，6列矩形線圈8形成3對電磁極，依次是S1、N3、S2、N1、S3、N2，通交流電后，軸對稱的感應(yīng)磁場形成軸向運動的行波磁場，產(chǎn)生軸向的電磁力，驅(qū)動導(dǎo)電液體流動。

在本實施例中，參見圖1～3，柔性基板卷曲后，展開平面的起始對接端線MN與末尾對接端線PQ重合形成圓筒形，每列中4個同向繞制的矩形線圈8呈90°軸對稱分布在徑向的周面上，產(chǎn)生4個徑向的感應(yīng)磁場，4×6線圈陣列的具體接線方式為：

第一S電磁極S1由4個順時針繞制的矩形線圈串聯(lián)組成，每個矩形線圈的輸出端連接下一個矩形線圈的輸入端，第1個矩形線圈的輸入端1連接三相逆變器相電流的第一輸出端A，第4個矩形線圈的輸出端1′連接第一N電磁極N1的第1個矩形線圈的輸入端4；

第一N電磁極N1由4個逆時針繞制的矩形線圈串聯(lián)組成，每個矩形線圈的輸出端連接下一個矩形線圈的輸入端，第1個矩形線圈的輸入端4連接第一S電磁極S1的第4個矩形線圈的輸出端1′，第4個矩形線圈的導(dǎo)線輸出端4′連接三相逆變器相電流的第一輸入端X；

第二S電磁極S2由4個順時針繞制的矩形線圈串聯(lián)組成，每個矩形線圈的輸出端連接下一個矩形線圈的輸入端，第1個矩形線圈的輸入端3連接三相逆變器相電流的第二輸出端B，第4個矩形線圈的輸出端3′連接第二N電磁極N2的第1個矩形線圈的輸入端6；

第二N電磁極N2由4個逆時針繞制的矩形線圈串聯(lián)組成，每個矩形線圈的輸出端連接下一個矩形線圈的輸入端，第1個矩形線圈的輸入端6連接第二S電磁極S2第4個矩形線圈的輸出端3′，第4個矩形線圈的導(dǎo)線輸出端6′連接三相逆變器相電流的第二輸入端Y；

第三S電磁極S3由4個順時針繞制的矩形線圈串聯(lián)組成，每個矩形線圈的輸出端連接下一個矩形線圈的輸入端，第1個矩形線圈的輸入端5連接三相逆變器相電流的第三輸出端C，第4個矩形線圈的輸出端5′連接第三N電磁極N3第1個矩形線圈的輸入端2；

第三N電磁極N3由4個逆時針繞制的矩形線圈串聯(lián)組成，每個矩形線圈的輸出端連接下一個矩形線圈的輸入端，第1個矩形線圈的輸入端2連接第三S電磁極S3的第4個矩形線圈的輸出端5′，第4個矩形線圈的導(dǎo)線輸出端5′連接三相逆變器相電流的第三輸入端Z；

即矩形線圈8陣列的三相交流電的電流路徑為：逆變器13的第一輸出端A→第一S電磁極S1→第一N電磁極N1→逆變器13的第一輸入端X，逆變器13的第二輸出端B→第二S電磁極S2→第二N電磁極N2→逆變器13的第二輸入端Y，逆變器13的第三輸出端C→第三S電磁極S3→第三N電磁極N3→逆變器13的第三輸入端Z。

在本實施例中，參見圖1、圖2和圖4，通過控制三相逆變器13，改變交流電的相位、頻率、電壓或電流，軸向的行波磁場產(chǎn)生電磁力，實現(xiàn)導(dǎo)電液體的流速、流量、流向精確控制。封蓋采用耐腐蝕、耐沖擊、絕緣導(dǎo)磁、防水、防塵的柔性高分子材料制成，能保護柔性基板上電路的安全工作。

在本實施例中，參見圖1和圖3，在柔性基板7背面設(shè)有粘膠或具有機械結(jié)構(gòu)的安裝結(jié)合部，使柔性基板7與選定安裝部位相連接，能匹配不同形狀的管道內(nèi)壁或外壁相，易于安裝和拆卸。

參見圖3和圖4，本實施例導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置的應(yīng)用，將平面展開的柔性基板7背面的安裝部與管道內(nèi)壁或外壁結(jié)合，將柔性基板7彎曲成管道的筒形結(jié)構(gòu)，即柔性基板7進行卷繞時，以柔性基板7的起始對接端線MN和末尾對接端線PQ對接并重合在一起，并以起始對接端線MN和末尾對接端線PQ為母線進行彎曲，形成環(huán)形封閉空間；每列的k個矩形線圈8沿著管道的徑向軸對稱分布，任意相鄰的兩個矩形線圈8的中軸線的夾角為360°/k，加載多相電流后，k個軸對稱的感應(yīng)磁場產(chǎn)生沿著管道的軸向運動，即k個行波磁場，行波磁場與交流電場共同作用形成軸向的電磁力、推動管道內(nèi)導(dǎo)電液體的流動，通過外部指令改變逆變器13交流電的相位、頻率、時間和大小參數(shù)，調(diào)節(jié)行波磁場的磁感應(yīng)強度和運動方向，控制軸向電磁力的大小和方向，實現(xiàn)對管道內(nèi)導(dǎo)電液體的流量、流速或流向的精確控制。將導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置安裝于液滴噴射器的噴嘴連接管的外壁上，構(gòu)成導(dǎo)電液體的電磁驅(qū)動泵，通過控制導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置，驅(qū)動噴嘴連接管內(nèi)裝載的導(dǎo)電液體進行噴射。

參見圖3和圖4，本實施例將導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置安裝于液滴噴射器的噴嘴連接管的外壁上，通過控制導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置，驅(qū)動噴嘴連接管內(nèi)裝載的液體進行噴射。本實施例將單個導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置固定于管道的外壁上，構(gòu)成單通道的液滴噴射器。當矩形線圈8陣列加載三相交流電，管道內(nèi)產(chǎn)生軸向運動的行波磁場，電磁力的方向與行波磁場的方向相同，可以驅(qū)動眼藥水噴射出管道噴口。通過改變?nèi)嘟涣麟姷拇笮　⑾辔弧㈩l率來控制產(chǎn)生的行波磁場強度和方向，得到大小和方向可控的電磁力，實現(xiàn)高速、微量的導(dǎo)電液滴噴射，本實施例采用水平噴法就能完成眼藥水的滴入，如圖4所示。相關(guān)研究證明，當眼藥水的體積量非常微小時，高速運動的液滴動能較低，不會造成人眼的傷害。本實施例改變了傳統(tǒng)滴眼藥水的姿勢，由仰頭滴入變成水平滴入，改善了患者的操作舒適性，并且節(jié)約了眼藥水，使得眼藥水噴射更為簡單快捷，具有整體結(jié)構(gòu)緊湊、無能量輸出機構(gòu)、無能量傳遞機構(gòu)、使用簡單、方便攜帶、噪音小、使用壽命長等優(yōu)點。

本實施例導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置采用數(shù)個矩形線圈8組成線圈陣列，構(gòu)成順序排列的數(shù)個電磁極，矩形線圈8的導(dǎo)線之間設(shè)置絕緣層9，導(dǎo)磁層11填充在被絕緣層9包覆的矩形線圈8導(dǎo)線空隙處和外部，封蓋12實現(xiàn)三防和力學(xué)等功能，逆變器13連接矩形線圈陣列，提供交流電形成行波磁場，產(chǎn)生與行波磁場同向的電磁力，電磁力驅(qū)動微量體積的導(dǎo)電液體流動，在柔性基板7背面設(shè)有粘膠或具有機械結(jié)構(gòu)的安裝結(jié)合部，使柔性基板7與選定安裝部位相連接，能匹配不同形狀的管道內(nèi)壁或外壁相。本實施例將單個導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置固定于管道的內(nèi)壁或外壁上，構(gòu)成單通道的導(dǎo)電液體流通管道，分別控制分支管中導(dǎo)電液體的啟停、流速、流量和流向。

實施例二：

本實施例與實施例一基本相同，特別之處在于：

在本實施例中，參見圖5，一種導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置的應(yīng)用，將柔性的導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置包覆在生物導(dǎo)電液體的管道外部，構(gòu)成生物導(dǎo)電液的電磁驅(qū)動泵，生物導(dǎo)電液體的管道為血管，生物導(dǎo)電液為血液，通過控制導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置，驅(qū)動生物導(dǎo)電液的管道內(nèi)的導(dǎo)電液體進行流動，從而降低生物導(dǎo)電液體在生物導(dǎo)電液體管壁的附著力，并對生物導(dǎo)電液的管道內(nèi)壁上沉積物或附著物進行加速溶解處理，通過改變導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置施加的多相電流的大小、相位或頻率，來控制電磁力大小，沖刷生物導(dǎo)電液體沉積在生物導(dǎo)電液體的管道的內(nèi)壁上的大分子顆粒，從而清理管道內(nèi)表面。

在集膚效應(yīng)的作用下，與靠近管道中心的液體層相比，靠近管壁的液體層中感應(yīng)磁場的強度更大，因而電磁力更大，管壁層的導(dǎo)電液體流速更快，如圖5所示。在管道的橫截面上，電磁力直接驅(qū)動液體的流速分布由管壁向中心逐漸減小，而常規(guī)驅(qū)動液體的流速分布由管壁向中心逐漸增加，二者的速度分布完全相反。電磁力驅(qū)動導(dǎo)致的管壁層液體流速更大的特性降低了導(dǎo)電液體與管壁的附著力，加快了管壁層液體的流動，加速了導(dǎo)電液體在管壁上沉淀的溶解。

在本實施例中，參見圖5，柔性驅(qū)動裝置包覆在血管外部，構(gòu)成血液電磁驅(qū)動泵。心臟提供壓力讓血液中血管中流動，管道中心的血液流速快，管壁附近的血液流速慢，血管中血液中心層的生物導(dǎo)電液流速很小，管壁層生物導(dǎo)電液的較高流速降低了生物導(dǎo)電液與血管壁的附著力，加速了生物導(dǎo)電液在血管管壁上沉積物血栓的溶解，因此血液中的脂肪顆粒這些大分子顆粒容易沉淀在血管的內(nèi)壁、形成血栓，阻礙血液的流動。本實施例的柔性驅(qū)動裝置提供的電磁力如上，加速了管壁附近的血液流動，減緩大分子顆粒在管壁的沉積，改變電流的大小、相位、頻率來控制電磁力大小，沖刷沉積在管壁上的大分子顆粒，清理血管上的血栓，形成血管的自潔清理。

實施例三：

本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于：

參見圖6，本實施例采用3個柔性驅(qū)動裝置，將3個柔性驅(qū)動裝置的柔性基板7背面的安裝部分別包覆于3條分支管(10、20、30)的外側(cè)或內(nèi)側(cè)，3條分支管(10、20、30)分別輸入3種成分的導(dǎo)電液體，控制3個逆變器13輸入電流的時間、相位、大小、方向、頻率參數(shù)，產(chǎn)生符合需求的行波磁場，得到不同大小和方向的電磁力，推動3個分支管(10、20、30)中導(dǎo)電液體分別以速度v1、v2和v3進行同向或反向流動，在總管40中得到v1+v2+0、v1+v2+v3、0+v2+v3、-v1+v2+v3、v1+0+v3、v1-v2+v3、v1+0-v3、v1+v2-v3、v1-v2+0、v1-v2-v3、0+v2-v3或v1+v2-v3的不同成分、不同流速、不同流量或不同流向的微量導(dǎo)電液體匯流，構(gòu)成多通道匯流的微流體噴射控制器。

參見圖6，本實施例將多個導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置分別固定于交匯型管道的多個分支管外壁上，形成3條液流驅(qū)動分支管路匯入總管路的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成多通道的微流體噴射控制器，分別控制分支管中導(dǎo)電液體的啟停、流速、流量和流向，在總管中得到所需成分、不同流體參數(shù)、不同流向、不同流動順序的匯流，構(gòu)成多通道的微流體噴射控制器，其中在總管中得到的匯流的所需成分為單一成分或至少兩種成分的多種混合成分，并獲得不同流體參數(shù)、不同流向的匯流。本實施例導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置能廣泛應(yīng)用于生物藥物、材料合成、化學(xué)化工等領(lǐng)域。

本實施例根據(jù)上述導(dǎo)電液體的電磁力驅(qū)動原理，匯流后管道內(nèi)得到不同混合成分的液體，省去了常規(guī)流體驅(qū)動方案的流體背壓機構(gòu)和流體推進機構(gòu)，節(jié)省了空間，電磁推力直接作用于管壁處的液體、減小了液體與管壁的摩擦阻力，有助于液體的流動，并且通過電流方向的改變來切換驅(qū)動力的正反向，解決流體運動慣性的控制難題。

綜合上述實施例，本發(fā)明導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置能根據(jù)管壁的實際形狀做出相應(yīng)的改變，該裝置不僅限外置于管壁還可以內(nèi)置于管壁內(nèi)側(cè)直接接觸導(dǎo)電液體，內(nèi)部無機械傳動元件、無污染、不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能夠精確地控制參加化學(xué)反應(yīng)的流體成分、流量、流速、反應(yīng)順序等，使得反應(yīng)過程更充分、更定量。通過以上實施例可知，本發(fā)明能用于生物制藥、醫(yī)療器械、化學(xué)配劑、材料合成、流體輸運、食品加工等導(dǎo)電液體微量注射及分配領(lǐng)域。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進行了說明，但本發(fā)明不限于上述實施例，還可以根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的精神實質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代、組合或簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，只要符合本發(fā)明的發(fā)明目的，只要不背離本發(fā)明導(dǎo)電液體微量驅(qū)動裝置及其應(yīng)用的技術(shù)原理和發(fā)明構(gòu)思，都屬于本發(fā)明的保護范圍。