无阀压电泵具有体积小、结构紧凑可靠、低功耗、无泄漏污染和噪音、易于集成和控制等优点,同时还具有高稳定性、高精确性和高响应速度等特点。在微流体系统中,无阀压电泵相较于有阀压电泵,不会对大分子生物材料或活性细胞造成损伤。锥形流管无阀压电泵具有较深远的研究背景,且结构简单稳定,具有产业化前景,但在高稳定性流量应用中使用受到限制,因其正反向流结构流阻差值不大,使得其流量输送较低。本文根据流体正向通过台阶式溢流坝的阻流体时受到重力和台阶面的摩擦消能作用,提出一种锥形阶梯流管无阀压电泵用于提高泵送时正反流阻差值,锥形阶梯流管水平配置在泵腔两侧,阶梯形阻流结构提高了泵送过程中的流阻差值,提高了泵送效率,减少了重力对流体稳定性和泵送效率的影响,从而改善泵送质量提高稳定性。这篇文章主要通过理论分析、仿真模拟和实验验证三个方面,共同证明了采用锥形阶梯流管无阀压电泵具有可行性,并对其性能进行了研究。这项研究的结果表明,这种无阀压电泵可以显著地改善泵送质量和提高流体输送的稳定性。因此,这项研究为该类型的无阀压电泵的开发和应用提供了重要的研究基础。主要研究内容如下:（1）压电振动分析,首先对无阀压电泵中重要的驱动装置压电振子的工作特性与原理进行了分析,在计算机有限元仿真软件中对压电振子进行了4阶模态分析。（2）结构设计与理论分析,针对锥形阶梯流管无阀压电泵进行结构设计,根据流体在阶梯形结构中的运动特性,根据流体力学理论分析证明了锥形阶梯流管正反向流动时具有流阻差特性。（3）有限元模拟,对泵内流场进行有限元模拟,得到不同压差下锥形阶梯流管的仿真出流数据,通过对数据的分析,验证了锥形阶梯流管具有流阻差特性,在对锥形阶梯流管无阀压电泵进行建模仿真,改变各项参数在观测流场内部压力与速度云图,分析得知各项参数对锥形阶梯流管的输出性能的影响规律。（4）实验分析,利用计算机辅助制造技术加工制作了样机,并对锥形阶梯流管无阀泵和无/单阶梯锥形流管无阀压电泵的输出流量进行了对比实验,在频率为18Hz,驱动电压为180V时,锥形阶梯流管无阀压电泵的输出流量为8.04m L/min,与无阶梯锥形流管无阀压电泵的最大流量提高了29%,证明了阶梯式结构对锥形流管的流阻差的加强作用。再通过多组不同参数无阀泵的流量实验,进一步分析了各项参数与流阻差之间的关系,并将实验结果与仿真进行对比,证明了仿真的正确性。