解决现有蠕动泵(peristaltic pump)结构复杂、控制方案繁琐的问题,背景是流体泵送在工业、环境和生物医学领域广泛应用,但现有机械、气动或磁驱动方式导致泵体架构和控制复杂。
提出一种基于磁弹性滞后(magneto-elastic hysteresis)的软膜泵(soft membrane pump),通过单一气动输入(single pneumatic input)结合嵌入式被动磁铁(embedded passive magnet)实现蠕动运动,并利用建模分析驱动机制和系统动力学,通过数值模拟预测内部流体流动,最后用概念验证原型进行实验验证。
核心创新在于仅使用单一气动控制信号,结合被动磁铁产生的磁弹性滞后效应,实现蠕动泵的复杂运动,大幅简化了泵的结构和控制方案,避免了传统多路驱动或复杂机械结构。
提出一种结构紧凑、控制简单的软膜蠕动泵设计,通过理论建模、数值模拟和实验验证证明了其可行性,为简化蠕动泵系统提供了新思路,有望降低工业、环境和生物医学应用中流体泵送的复杂性和成本。