技术领域
[0001] 本案是关于一种检测装置，尤指一种可遥控飞行的微型检测装置。
背景技术
[0002] 目前于各领域中无论是医药、电脑科技、打印、
能源等工业，产品均朝精致化及微小化方向发展，其中微帮浦、
喷雾器、喷墨头、工业打印装置等产品所包含的
流体输送结构为其关键技术。
[0003] 于各产业中，如医药产业、
电子产业、打印产业、能源工业，或甚至于一般的传统产业，许多需要采用气压动
力驱动的仪器或设备，通常采以传统
马达及气压
阀来达成其气体输送的目的。然而，受限于此等传统马达以及气体阀的体积限制，使得此类的仪器设备难以缩小其整体装置的体积，即难以实现薄型化的目标，更无法使的达成可携式的目的。此外，此等传统的驱动装置为了达到其需求的
动能，通常需具有庞大的体积，借以容纳其中种种复杂的驱动核心，且在其运作的同时，会产生庞大的噪音或是飞扬的粉尘等污染，导致使用上的不便利及不舒适。
[0004] 传统检测装置的驱动装置具有上述的问题，是以，如何借由创新结构改善传统检测装置的缺点，为目前发展的重点。实用新型内容
[0005] 本案的目的在于提供一种可遥控飞行的微型检测装置，透过流体作动系统的驱动来因应各种不同气体传输流量的需求，构成高传输量、高效能、高灵活性的流体传输操作，得以提供飞行时所需的驱动力，并且具有微型化、可携式、低噪音、低污染以及使用便利等优点。
[0006] 为达上述的目的，本案的一较广义实施样态为提供一种微型检测装置，包含一飞行主体、至少一流体作动系统、一影像撷取系统以及一
控制器。流体作动系统设置于飞行主体内，并包含一驱动模
块、一导流通道、一汇流腔室、多个阀以及一流体输出区。驱动模块由多个导流单元组成，每一导流单元受控制致动，借以传输流体。导流通道具有多个分歧通道，且每一分歧通道连通多个连接通道，借以分流流体以构成需求的传输量。汇流腔室连通于相对应的两分歧通道间，供流体累积于内。每一阀对应设置于相对应的连接通道中，借以控制连接通道的
开关状态。流体输出区连通连接通道，供以汇集流体以输出需求的传输量。影像撷取系统用以撷取微型检测装置之外部影像。控制器
控制阀的开关状态来提供飞行主体于飞行时所需的驱动力、控制飞行主体的飞行状态、以及控制影像撷取系统的运作。
附图说明
[0007] 图1为本案微型检测装置的立体结构示意图。
[0008] 图2为本案微型检测装置的流体作动系统的系统示意图。
[0009] 图3A为本案流体作动系统的导流单元的剖面结构示意图。
[0010] 图3B为本案导流单元的致动体的立体结构示意图。
[0011] 图3C以及图3D为本案导流单元的作动示意图。
[0012] 图4A为本案流体作动系统的驱动模块一排列态样的结构示意图。
[0013] 图4B为本案多个导流单元以
串联方式设置的结构示意图。
[0014] 图4C为本案多个导流单元以并联方式设置的结构示意图。
[0015] 图4D为本案多个导流单元以串并联方式设置的结构示意图。
[0016] 图5为本案流体作动系统的驱动模块另一排列态样的结构示意图。
[0017] 图6为本案流体作动系统的驱动模块再一排列态样的结构示意图。
[0018] 图7A以及图7B为本案流体作动系统的阀的一实施态样的作动示意图。
[0019] 图8A以及图8B为本案流体作动系统的阀的另一实施态样的作动示意图。
[0020] 附图标记说明
[0021] 1：飞行主体
[0022] 10：微型检测装置
[0023] 2：流体作动系统
[0024] 21：驱动模块
[0025] 21a：导流单元
[0026] 211：进流板
[0027] 211a：入流口
[0029] 212a：连通道
[0030] 213：共振板
[0031] 213a：中空孔洞
[0032] 213b：可动部
[0033] 213c：固定部
[0034] 214：间隔体
[0035] 214a：缓冲腔室
[0036] 215：致动体
[0037] 215a：悬浮部
[0038] 215b：外框部
[0039] 215c：连接部
[0040] 215d：空隙
[0041] 215e：压电元件
[0042] 216：出流板
[0043] 216a：腔体板
[0044] 216b：盖板
[0045] 216c：出流腔室
[0046] 216d：出流口
[0047] 22：导流通道
[0048] 22a：第一分歧通道
[0049] 22b：第二分歧通道
[0050] 22c：第一组连接通道
[0051] 221c：第一连接通道
[0052] 222c：第三连接通道
[0053] 22d：第二组连接通道
[0054] 221d：第二连接通道
[0055] 222d：第四连接通道
[0056] 23：汇流腔室
[0057] 24a、24b、24c、24d：阀
[0058] 241：通道基座
[0059] 241a：第一通孔
[0060] 241b：第二通孔
[0061] 241c：腔室
[0062] 241d：第一出口
[0063] 241e：第二出口
[0065] 242a：载板
[0066] 242b：压电材料
[0068] 243a：挡阻部
[0069] 25：流体输出区
[0070] 3：控制器
[0071] 31：供电单元
[0072] 32：处理单元
[0073] 4：影像撷取系统
[0075] 5a：第一电性连接线路
[0076] 5b：第二电性连接线路
[0077] g：厚度
[0078] V：振动方向
具体实施方式
[0079] 体现本案特征与优点的一些典型
实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非架构于限制本案。
[0080] 请参阅图1及图2，本案提供一种可遥控飞行的微型检测装置10，其是为将
电能转变为动能的装置，可利用该动能所产生的特定流体压力及特定流体流量来飞行，且借由所装载的影像撷取装置进行检测任务。于本案实施例中，微型检测装置10包含：一飞行主体1、至少一流体作动系统2、一控制器3、一影像撷取系统4以及一电性连接线路单元5。于本案实施例中，至少一流体作动系统2的数量为三个，但不以此为限，其数量可依据设计需求变化。此外，每一流体作动系统2具有相同结构，为避免赘述，下述说明仅以单一流体作动系统2的结构进行说明。
[0081] 请参阅图2以及图3A，于本案实施例中，流体作动系统2设置于飞行主体1之内，包含一驱动模块21、一导流通道22、一汇流腔室23、多个阀24a、24b、24c、24d及一流体输出区25。于本案实施例中，驱动模块21由多个导流单元21a所构成，并且每一导流单元21a为一压电式
泵。于本案实施例中，每一导流单元21a由一进流板211、一基座212、一共振板213、一间隔体214、一致动体215以及一出流板216依序堆叠所构成。
[0082] 请参阅图3A，于本案实施例中，进流板211具有至少一入流口211a。基座212堆叠架构在进流板211上，并具有一连通道212a，连通道212a与进流板211的入流口211a相连通。共振板213堆叠架构在基座212之上，并具有一中空孔洞213a、一可动部213b及一固定部213c。中空孔洞213a设置于共振板213的中心
位置，对应到基座212的连通道212a的位置，并且与基座212的连通道212a相连通。可动部213b设置于中空孔洞213a周缘，且于不与基座212
接触的部分形成一可挠结构。固定部213c设置于与基座212连结接触的部分。间隔体214堆叠架构在共振板213的固定部213c上，并于中心处凹设一缓冲腔室214a。致动体215堆叠架构在间隔体214之上，如此，间隔体214设置于共振板213与致动体215之间，并且缓冲腔室214a的深度可由间隔体214的一厚度g来决定。
[0083] 请参阅图3B，于本案实施例中，致动体215为一中空悬浮结构，具有一悬浮部215a、一外框部215b、多个连接部215c、多个空隙215d及一压电元件215e。悬浮部215a透过连接部215c连接外框部215b，致使连接部215c
支撑悬浮部215a，让悬浮部215a得以弹性位移。空隙
215d介于悬浮部215a与外框部215b之间，用以供流体流通。压电元件215e贴附于悬浮部
215a的一表面。悬浮部215a、外框部215b、连接部215c及空隙215d的设置方式、实施态样及数量均不以此为限，可依据设计需求而变化。
[0084] 请参阅图3A以及图3B，于本案实施例中，出流板216由一腔体板216a被一盖板216b堆叠架构所构成。腔体板216a堆叠架构在致动体215之上，且中心设有一出流腔室216c。盖板216b封盖致动体215的悬浮部215a、连接部215c、空隙215d、压电元件215e及外框部215b的部分区域，并且具有一出流口216d，出流口216d与出流腔室216c相连通。
[0085] 于本案实施例中，导流单元21a的基座212包含一驱动
电路(未图示)，用以电性连接压电元件215e的正极(未图示)及负极(未图示)，借此提供一驱动电源予压电元件215e，但不以此为限。于其他实施例中，驱动电路亦可设置于导流单元21a内部任一位置，可依设计需求而变化。
[0086] 于本案实施例中，导流单元21a可透过传统
机械加工制程制出，亦可透过微机电制程制出，或可透过
半导体制程制出，不以此为限，可依产品需求透过不同制程制出。
[0087] 于本案实施例中，导流单元21a可由毫米级构造的材料制出，且每一导流单元21a的尺寸范围为1毫米至999毫米；导流单元21a亦可由微米级构造的材料制出，且每一导流单元21a的尺寸范围为1微米至999微米；导流单元21a或可由
纳米级构造的材料制出，且每一导流单元21a的尺寸范围为1纳米至999纳米，但不以此为限，导流单元21a的尺寸可依产品需求而变更。
[0088] 请参阅图3C以及图3D，于本案实施例中，导流单元21a的作动方式为当压电元件215e被施加一
电压，即产生形变，借以驱动致动体215沿一振动方向V进行往复式振动。如图
3C所示，当压电元件215e受电压致动而产生形变时，此时，致动体215的悬浮部215a受压电元件215e的形变影响而朝远离基座212的方向位移，并带动共振板213的可动部213b朝远离基座212的方向位移，致使间隔体214的缓冲腔室214a的体积增大而产生一吸力，让流体由进流板211上的入流口211a被吸入，依序经过基座212的连通道212a以及共振板213的中空孔洞213a，最后汇集到缓冲腔室214a中暂存。接着，如图3D所示，当压电元件215e再受电压致动而产生形变时，此时致动体215的悬浮部215a受压电元件215e的形变影响而朝靠近基座212的方向位移，致动体215的悬浮部215a因而压缩缓冲腔室214a体积，让暂存于缓冲腔室214a内的流体向两侧聚集，并经由空隙215d流入出流腔室216c中汇集。再如图3C所示，当压电元件215e再受电压致动而再产生形变时，致动体215的悬浮部215a受压电元件215e的形变影响产生振动而朝远离基座212的方向位移，致使出流腔室216c内的流体自出流板216的出流口216d排出至导流单元21a之外部，完成流体的传输。如此不断反复进行如图3C以及图3D所示的作动操作，即可持续将流体由入流口211a导向出流口216d加压排出，俾实现流体的传输。
[0089] 值得注意的是，于本案实施例中，共振板213的往复式振动的
频率可与致动体215的振动频率相同，即两者可同时朝同一方向位移，可依实际施作情形而变化，并不以本案实施例所示的作动方式为限。此外，经由本案实施例的导流单元21a的流道设计所产生的压力梯度，使流体高速流动，并透过流道进出方向的阻抗差异，将流体由入流口211a传输至出流口216d，且在出流口216d有压力的状态下，仍有能力持续推出流体，并可达到静音的效果。
[0090] 请参阅图4A至图6，于本案实施例中，导流单元21a可依特定排列方式来调整驱动模块21所输出的流体总传输量以及传输速度。如图4A以及图4B所示，于第一排列态样中，导流单元21a以串联方式设置，借以提升驱动模块21所输出的流体总传输量。如图4C所示，于第二排列态样中，导流单元21a以并联方式设置，借以提升出流口216d输出流体的传输速度。如图4D所示，导流单元21a以串并联方式设置，借以同时提升驱动模块21所输出的流体总传输量以及出流口216d输出流体的传输速度。如图5所示，导流单元21a以环状方式设置，亦可提升驱动模块21所输出的流体总传输量。如图6所示，导流单元21a以
蜂巢状方式设置，亦可提升驱动模块21所输出的流体总传输量。
[0091] 值得注意的是，于本案实施例中，为因应流体总传输的大流量需求，导流单元21a可配合驱动电路的连接，同时致能以传输流体。此外，每一导流单元21a亦可单独控制作动或停止，例如：其中一导流单元21a作动、另一导流单元21a停止，亦可以是交替运作，但均不以此为限，借以达成流体传输的需求，并大幅降低功耗的消耗。
[0092] 请回到图2、图3A及图4A，导流通道22连通导流单元21a的出流口216d，借以接收导流单元21a所排出的流体。导流通道22包含多个分歧通道，每一分歧通道再连通多个连接通道，最后由连接通道汇集输出至流体输出区25，借以构成所需求的流体总传输量。于本案实施例中，分歧通道仅以一第一分歧通道22a及一第二分歧通道22b作说明，并非以此为限；连接通道仅以一第一组连接通道22c及一第二组连接通道22d作说明，并非以此为限。第一组连接通道22c连通一第一连接通道221c及一第三连接通道222c，而第二组连接通道22d连通一第二连接通道221d及一第四连接通道222d。值得注意的是，分歧通道的长度与宽度，皆可依特定需求传输量来预先设定，亦即，第一分歧通道22a及第二分歧通道22b的长度与宽度的设置可影响传输量的流速及传输量的大小，即可依特定需求传输量来预先计算出需求的长度与宽度。
[0093] 值得注意的是，于本案实施例中，虽然第一分歧通道22a及第二分歧通道22b采并联排列方式来设置，但不以此为限，第一分歧通道22a及第二分歧通道22b亦可采以串联排列方式来设置，或者，第一分歧通道22a及第二分歧通道22b亦可采以串并联排列方式来设置。
[0094] 值得注意的是，于本案实施例中，第一连接通道221c及第三连接通道222c采并联排列方式来与第一分歧通道22a连通，但不以此为限，第一连接通道221c及第三连接通道222c可采串联排列方式来与第一分歧通道22a连通，或者，第一连接通道221c及第三连接通道222c亦可采串并联排列方式来与第一分歧通道22a连通。类似地，第二连接通道221d及第四连接通道222d采并联排列方式来与第二分歧通道22b连通，但不以此为限，第二连接通道
221d及第四连接通道222d可采串联排列方式来与第二分歧通道22b连通，或者，第二连接通道221d及第四连接通道222d亦可采串并联排列方式来与第二分歧通道22b连通。
[0095] 请参阅图2，于本案实施例中，汇流腔室23连通在第一分歧通道22a及第二分歧通道22b之间，使流体得以累积在汇流腔室23内储存，在流体作动系统2控制输出时，可传输给导流通道22输出，加大流体总传输量。
[0096] 请参阅图2，于本案实施例中，阀24a、24b、24c、24d设置于每一连接通道与流体输出区25之间，借由控制器3控制其开关状态，以控制流体输出至流体输出区25。阀24a、24b、24c、24d可为主动阀或被动阀，于本案实施例中，阀24a、24b、24c及24d为主动阀，且分别依序设置于第一连接通道221c、第二连接通道221d、第三连接通道222c及第四连接通道222d中。当阀24a开启，可开启第一连接通道221c输出流体至流体输出区25；当阀24b开启，可开启第二连接通道221d输出流体至流体输出区25；当阀24c开启，可开启第三连接通道222c输出流体至流体输出区25；以及当阀24d开启，可开启第四连接通道222d输出流体至流体输出区25。
[0097] 请参阅图7A以及图7B，以下以阀24a设置于第一连接通道221c中来说明，其他第二连接通道221d、第三连接通道222c、第四连接通道222d中设置阀24b、24c、24d的结构与作动皆相同，因此不予赘述。于本案实施例中，阀24a包含一通道基座241、一
压电致动器242以及一连杆243。通道基座241具有一第一通孔241a、一第二通孔241b、一第一出口241d及一第二出口241e。第一通孔241a及第二通孔241b连通于第一连接通道221c中，并且相互间隔设置。通道基座241凹设一腔室241c，腔室241c透过第一出口241d与第一通孔241a相连通，以及腔室241c透过第二出口241e与第二通孔241b相连通。压电致动器242包含一载板242a以及一压电材料242b，载板242a以可挠性材质所制成，封盖于腔室241c上。压电材料242b贴附于载板242a的一表面上，并电性连接控制器3。连杆243连接于载板242a的另一表面，并穿伸入第二出口241e中，可沿一垂直于载板242a的方向自由位移，且连杆243的一端具有截面积大于第二出口241e的孔径的一挡阻部243a，借以封闭第二出口241e。于本案实施例中，挡阻部
243a可为平板状或蕈状，但不以此为限。
[0098] 如图7A所示，阀24a的一实施态样，阀24a于压电致动器242未致能的状态下，连杆243处于一初始位置。此时，挡阻部243a与第二出口241e之间具有一流动空间，使第二通孔
241b、腔室241c与第一通孔241a透过该流动空间得与第一连接通道221c相连通，致使流体得以通过。反之，如图7B所示，当压电致动器242致能，压电材料242b驱动载板242a向远离通道基座241的方向弯曲形变，连杆243受到载板242a的连动而亦向远离通道基座241的方向移动，进而使挡阻部243a挡阻第二出口241e的孔径。此时，挡阻部243a封闭第二出口241e，而使流体无法通过。借由上述作动方式，阀24a在未致能状态下可维持第一连接通道221c开启状态，而在致能状态下则封闭第一连接通道221c；亦即，借由阀24a控制第二通孔241b的一开关状态，可进而控制流体由第一连接通道221c输出。
[0099] 请参阅图8A以及图8B，阀24a的另一实施态样，如图8A所示，阀24a于压电致动器242未致能的状态下，连杆243处于一初始位置。此时，挡阻部243a挡阻第二出口241e的孔径，使流体无法通过。如图8B所示，当压电致动器242致能，压电材料242b驱动载板242a向靠近通道基座241的方向弯曲形变，连杆243受到载板242a的连动而向靠近通道基座241的方向移动，此时，挡阻部243a与第二出口241e之间具有一流动空间，使第二通孔241b、腔室
241c与第一通孔241a透过该流动空间得与第一连接通道221c相连通，使流体得以通过。借由上述作动方式，阀24a在未致能状态下可维持第一连接通道221c的封闭状态，而在致能状态下则开启第一连接通道221c；亦即，借由阀24a控制第二通孔241b的一开关状态，亦可进而控制流体由第一连接通道221c输出。
[0100] 请参阅图2，于本案实施例中，控制器3用以控制阀24a、24b、24c、24d的开关状态，来提供飞行主体1于飞行时所需的驱动力、控制飞行主体1的飞行状态、以及控制影像撷取系统4的运作。于本案实施例中，控制器3包含一供电单元31以及一处理单元32。供电单元31用以输出电能予导流单元2以及影像撷取系统4的驱动运作。于本案实施例中，供电单元31可为一能源吸收电板，将光能转换成电能输出，亦可为一
石墨烯
电池，或可为一充电式电池，但不以此为限，供电单元31的型态可依设计需求而变更。处理单元32用以执行数据运算与传输作业。数据运算包含阀24a、24b、24c、24d的开关状态、飞行主体1的飞行状态以及影像撷取系统4的影像处理，但不以此为限。传输作业包含飞行主体1的遥控
信号传输以及影像撷取系统4的影像传输，但不以此为限。
[0101] 请参阅图2，于本案实施例中，影像撷取系统4用以撷取微型检测装置10之外部影像。于本案实施例中，影像撷取系统4所撷取的影像可为相片、影片、或任何用于科学观测的特殊影像(如：红外线热像)，但不以此为限。于本案实施例中，影像撷取系统4为一微型摄影机，但不以此为限，影像撷取系统4的型态可依使用需求而变更。
[0102] 请参阅图2，于本案实施例中，电性连接线路单元5电性连接于控制器3与阀24a、24b、24c、24d之间。于本案实施例中，电性连接线路单元5具有一第一电性连接线路5a以及一第二电性连接线路5b，第一电性连接线路5a电性连接阀24a、24d，而第二电性连接线路5b电性连接阀24b、24c。如此一来，阀24a、24b、24c、24d可受控制器3驱动，控制所对应设置的第一连接通道221c、第二连接通道221d、第三连接通道222c及第四连接通道222d的连通状态，进而控制流体输出至流体输出区25。
[0103] 综上所述，本案所提供的微型检测装置，透过流体作动系统的驱动来因应各种不同气体传输流量的需求，构成高传输量、高效能、高灵活性的流体传输操作，得以提供飞行时所需求充足的驱动力，具有微型化、可携式、低噪音、低污染以及使用便利等优点，并可同时利用影像撷取系统进行微型检测装置之外部环境检测，极具产业利用性。
[0104] 本案得由熟知此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附
申请专利范围所欲保护者。
