提出了对压电泵巾的动力元件压电振子进行特殊绝缘处理的方法，使压电振子在两个方向弯曲变形时都有输出工作能力，形成双面作用的绝缘压电振子。阐述了由一个绝缘压电振子形成两个工作腔体的双作用压电泵结构。根据小挠度弹性弯曲理论导出了绝缘网形复合压电振予的弹性曲面微分方程，阐述了绝缘处理方案和过程，并对其绝缘特性进行了分析。对绝缘压电振子进行了实验测试，实验结果表明：双作用绝缘压电振了不仅具有绝缘特性，而且具有良好的韧性和强度，其击穿电压比未经绝缘处理的压电振子的击穿电压提高了20～30V。

设计了膜式液压放大机构,具有机构简单、放大倍数大的优点,同时解决了密封难,制造成本高的问题。对于单晶片主动式放大阀压电泵,通过实验测试了频率-流量特性和电压-流量特性。以驱动电压为150 V、阀膜厚度H=0.4 mm为例,压电振子中心点的变形量为45.861μm,放大倍数约为9倍。对理论流量与实测流量进行分析对比,结果表明,当阀口最大开度在0.2-0.4 mm时,该阀具有良好的通流能力及截止性。

为提高压电泵的输出性能,设计了一种层叠型四腔并联有阀压电泵。在80 V正弦交流电驱动下,40~400 Hz工作频率内,以水和空气作为介质,分别选用不同数量的压电振子进行驱动,在不同的驱动方式(指振子间工作时的相位差)下对泵的输出性能进行试验测试。结果显示,当泵送空气时,不管多少个振子进行驱动,驱动方式对泵的输出流量几乎不产生任何影响,在测试频率范围内,输出流量随频率成线性变化,最大输出气体流量可达3600 mL/min;当泵送液体时,驱动方式对泵的输出流量影响很大,当同侧的压电振子为异步驱动时,输出流量的效果更好,在工作频率180 Hz时,最大输出液体流量可达830 mL/min。试验结果为多振子驱动压电泵选择合适的振子间驱动方式提供了参考依据。

为提高压电泵的输出性能,设计了一种新型轴向出流的单腔有阀压电泵。泵体结构主要由3部分构成,即固定压电振子的上盖、带有腔体结构和被动截止阀的中间体及起压紧和密封作用的下盖。轴向出流的单腔压电泵的结构是将进口阀安装在圆柱形腔体的中心位置,保证进口管的轴线与压电振子垂直,出口阀安装在泵腔外,通过导流槽与泵腔连接,形成轴向进出流方式。将轴向出流的单腔压电泵和早期设计的侧向出流压电泵进行输出性能测试,试验发现,在低频工作阶段,侧向出流的单腔压电泵输出效果要略高于轴向出流,在高频工作阶段,后者要高于前者,而在整个40~400 Hz测试范围内,后者输出的液体压力都要高于前者。

对压电驱动伺服阀运行控制过程进行了优化,引入了液压放大系统,设计了一种带液压位移功能的放大结构。在给出数学模型的基础上,开展了参数优化仿真分析以及实验验证。研究结果表明:当阀芯发生开启与关闭的过程中,泵出口流量产生了较大幅度的振荡,逐渐提高驱动频率后,靠近零位的区域发生了出口流量的剧烈波动。随着阀座直径增大,最大流量几乎未受到影响,当阀座直径与阀芯尺寸相近时,靠近零位的部位发生了泵出口流量的大幅波动。提高阀芯弹

为验证理论上计算得到单腔体压电泵输出能力的准确性,将应用理论公式计算得到的单腔压电泵的输出流量与输出压力值与试验获得的结果进行比较。结果显示,在（40~400）Hz工作频率范围内,当单腔体压电输送液体水时,在小于第一个最佳工作频率点100Hz工作时,由理论公式计算获得输出流量与试验测试结果比较接近,输出流量和工作频率成很好的线性关系,而当工作频率大于第二个最佳工作频率点160Hz时,二者比较相差很大,理论计算公式不能准确计算压电泵的实际输出;试验获得输出压力值为理论计算压力值的（4~5）倍。当输送气体空气时,在输出流量方面二者比较接近,在最佳工作频率点附近工作时压电振子会发生共振,使实际输出流量大于理论计算结果;在小于输出流量最佳工作频率点220Hz工作时,实际输出压力值与理论计算值比较接近。

为优化单腔双振子压电泵的结构，提高输出性能，设计了一种新型结构的单腔双振子压电泵。将新设计结构同前期设计结构进行了比较，并对两种结构的试验样机进行了输出流量测试。试验显示，新结构的输出流量是前期结构输出流量的2倍，最大流量可达800mL／min。将新结构加工了不同腔体初始容积样机，得到了压缩比对泵输出性能的影响。试验发现，当腔体高度为1．2mm，工作时的压缩比为1／46，此时单腔双振子压电泵整体输出效果最好。分析了单腔双振子压电输送液体和气体时工作特点，得到泵输送液体介质时最佳工作频率点远远低于输送气体介质。

为提高双腔串联压电泵的输出性能对泵的进口腔与出口腔的容积比进行了优化设计。分别设计了容积比为1.9、1.5、1.3三种串联压电泵样机并对样机进行了试验测试。试验结果显示采用增加容积比的方式可以提高双腔串联压电泵的输出流量但不能提高其输出压力;对每个不同腔体容积比的双腔串联压电泵在异步驱动和同步驱动下进行了输出性能测试测试结果显示当输送气体时两种驱动方式均有很好的流量输出且输出结果比较接近但仅有异相驱动时才能输出液体。分析结果为提高双腔串联压电泵的输出性能提供了很好的依据。

为确定液体的可压缩性和气体含量对压电驱动器性能的影响分别在不同的传递介质和加载压力下研究了驱动器的输出速度和推力的变化规律。结果表明:以自来水为介质时驱动器的最佳加载压力是0.07MPa最大输出速度和推力为13.83mm/s66.4N是压力为0时的1.17倍和1.29倍。以纯净水为介质时驱动器的最佳加载压力是0.04MPa最大输出速度和推力为25.83mm/s92.6N是压力为0时的1.11倍和115倍;比采用自来水做介质时增长了1.87倍和1.39倍。加载合适压力后驱动器的输出速度、推力、步长增加且输出与电压(频率)的线性关系范围增大;系统中气体含量越少驱动器达到最佳输出所需加载的压力越小加载压力对驱动器的输出性能的影响越明显。

提出一种新型精密药物输送泵，采用多压电振子的方式以提高泵的最大输出流量；采用整体开启阀，提高泵的单向截止性；将柔性药囊储药器集成于泵的入口通道，并置于带有两个环形电极的壳体中，实现了结构的轻小化。在制作样机的基础上对压电型精密药物输送泵的输出特性进行了实验测试，得出该输送泵在±36V矩形波信号下的零压力输出流量可达0．34mL／min，零流量输出压力可达16．5kPa，分辨率优于0．25μL。