一种SMA丝轴向驱动的水下推进装置的制作方法

本发明涉及一种水下推进装置，具体涉及一种sma丝轴向驱动的水下推进装置，属于机器人技术领域。

背景技术：

传统的水下推进装置一般采用螺旋桨推进，在行进过程中会产生一定的噪声。对于军事用途的水下探测器等装置，这一缺点对声隐身、水声通讯及导航等有重要的影响。造成水下隐射性能差，不利于水下侦查装置的隐蔽及存活。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有的螺旋桨水下推进系统产生噪声，造成水下隐身性能差的问题，进而提供了一种sma丝轴向驱动的水下推进装置。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种sma丝轴向驱动的水下推进装置，它包括腔体、出口单向阀、入口单向阀、sma丝驱动组件及两个端盖，

所述腔体为弹性橡胶材质且呈单波形腰鼓状结构，两个端盖分别盖设在腔体的两端，每个端盖的中心位置均开设有通孔，所述出口单向阀和所述入口单向阀一一对应穿装在两个通孔内，sma丝驱动组件同轴套设在腔体上且分别与两个端盖紧密接触，且sma丝驱动组件的两端分别与两个端盖固接，sma丝驱动组件通电时沿腔体轴向收缩，断电时恢复。

进一步地，所述sma丝驱动组件包括两根导线、若干sma丝及若干接线端子，其中若干sma丝沿腔体周向布置在腔体的外侧且均与腔体的中心轴线平行设置，每根sma丝的两端分别穿装在两个端盖上，两根导线分别设置在若干sma丝的两端，其中一根导线与若干sma丝的一端对应通过若干接线端子固接，另一根导线与若干sma丝的另一端对应通过若干接线端子固接，接线端子的数量是sma丝的数量的二倍，每个端盖上均开设有环形凹槽，两根导线一一对应布置在两个环形凹槽内，每根sma丝外部均包覆有绝缘管，每个端盖的外部均包覆有硅胶绝缘套。

进一步地，每个端盖上各开设有若干阶梯孔，若干sma丝分别通过接线端子对应卡设在若干阶梯孔内。

进一步地，若干sma丝均布在腔体外侧。

进一步地，端盖通过粘接剂粘接在腔体两端。

进一步地，出口单向阀的出口以及入口单向阀的入口均位于腔体外侧。

进一步地，出口单向阀为隔膜式单向阀，开启压力＜0.5kpa，背压＞300kpa。

进一步地，入口单向阀为隔膜式单向阀，开启压力＜0.5kpa，背压＞300kpa。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

本申请通过控制sma丝的快速通断电，可实现整个推进装置的无声连续推进动作。腔体一方面对sma丝的伸长起引导作用，另一方面腔体内形成负压，通过入口单向阀对腔体内流体进行补充。

本申请以电为驱动源，流体的射流为驱动方式，实现水下推进装置的无声推进，提高水下侦查装置的隐蔽性和存活能力。

附图说明

图1为本申请拆除硅胶绝缘套的整体结构示意图；

图2为本申请的半剖视示意图；

图3为出口单向阀的立体结构示意图；

图4为端盖的立体结构示意图；

图5为硅胶绝缘套的立体结构示意图；

图6为sma丝驱动组件的立体结构示意图

图7为腔体的立体结构示意图；

图8为入口单向阀的立体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～8说明本实施方式，一种sma丝轴向驱动的水下推进装置，它包括腔体1、出口单向阀2、入口单向阀3、sma丝驱动组件4及两个端盖5，

所述腔体1为弹性橡胶材质且呈单波形腰鼓状结构，两个端盖5分别盖设在腔体1的两端，每个端盖5的中心位置均开设有通孔，所述出口单向阀2和所述入口单向阀3一一对应穿装在两个通孔内，sma丝驱动组件4同轴套设在腔体1上且分别与两个端盖5紧密接触，且sma丝驱动组件4的两端分别与两个端盖5固接，sma丝驱动组件4通电时沿腔体1轴向收缩，断电时恢复。所述腔体1作为整个推进装置的安装基础，具有一定的壁厚和承载能力。所述sma丝驱动组件4套设在腔体1表面，sma丝4-2之间保持均匀间距。端盖5为圆盘状结构。

所述sma丝驱动组件4具有双程形状记忆功能，sma丝驱动组件4中的sma丝4-2通电时能产生收缩，对腔体1产生轴向的收缩力，带动两个端盖5沿腔体1轴向相对收缩。断电时sma丝驱动组件4中的sma丝4-2能在腔体1的弹性回复力作用下回复到自然伸长状态。

本申请的工作环境为水下，同时腔体1内填充满水。推进装置工作时，给所有sma丝4-2供电，sma丝4-2通电时产生轴向收缩，并提供一定的轴向驱动力，带动腔体1产生轴向收缩，使得腔体1内液体压强增大，通过出口单向阀2往外形成射流，产生一定的推进力前进。当sma丝4-2断电时，橡胶腔体1储存的弹性应变能为sma丝4-2提供回复力，使得sma丝4-2回复到自由伸长状态，同时腔体1内容积增大，形成负压，通过入口单向阀3从外部环境吸水将整个腔体1充满，形成一个驱动循环。一方面腔体1对sma丝4-2的伸长起引导作用，另一方面腔体1内形成负压，通过入口单向阀3对腔体1内流体进行补充。由于sma丝4-2作动时间非常短，控制sma丝4-2的快速通断电，可实现整个推进装置的无声连续推进动作。

所述sma丝驱动组件4包括两根导线4-1、若干sma丝4-2及若干接线端子4-3，其中若干sma丝4-2沿腔体1周向布置在腔体1的外侧且均与腔体1的中心轴线平行设置，每根sma丝4-2的两端分别穿装在两个端盖5上，两根导线4-1分别设置在若干sma丝4-2的两端，其中一根导线4-1与若干sma丝4-2的一端对应通过若干接线端子4-3固接，另一根导线4-1与若干sma丝4-2的另一端对应通过若干接线端子4-3固接，接线端子4-3的数量是sma丝4-2的数量的二倍，每个端盖5上均开设有环形凹槽，两根导线4-1一一对应布置在两个环形凹槽内，每根sma丝4-2外部均包覆有绝缘管4-4，每个端盖5的外部均包覆有硅胶绝缘套4-5。如此设计，绝缘套套设在sma丝4-2上后，其上sma线两端的接线端子4-3通过工装将其两端夹紧。所有的sma丝4-2两端分别通过两根导线4-1串联起来。导线4-1及sma丝4-2的端部均设置在硅胶绝缘套4-5内部。两个硅胶绝缘套4-5分别对sma丝驱动组件4的正、负极进行绝缘包覆。两个端盖5分别作为出口单向阀2、入口单向阀3以及接线端子4-3的安装接口。当对导线4-1通电时，所有sma丝4-2同时收缩，使得腔体1轴向收缩，腔体1内流体压力增大，通过出口单向阀2往外喷射射流，产生推进力。当sma丝驱动组件4断电时，腔体1释放弹性应变能产生轴向伸长，并带动所有sma丝4-2恢复变形前长度，腔体1内压减小形成负压，通过入口单向阀3往腔体1内补充流体，完成一个驱动循环。所述绝缘管4-4为热缩管，包覆在sma丝4-2上后，在热风机的作用下将sma丝4-2包覆紧，起绝缘作用。接线端子4-3作为sma丝4-2的安装接口，在sma丝4-2穿过接线端子4-3两端端孔后，用工装将sma丝4-2夹紧在接线端子4-3上。所述导线4-1有两根，分别串联起sma丝4-2的正、负极两端，其固定在端盖5的环形凹槽内作为整个装置的电接口。

所述硅胶绝缘套4-5为圆盘状结构，材料为弹性硅橡胶。在sma丝驱动组件4全部连接完成后，将两侧端盖5依次放入盛有液态硅橡胶的模具当中进行绝缘包覆，硅橡胶应能将sma丝驱动组件4浸没。硅橡胶凝固后所形成的绝缘包覆层即硅胶绝缘套4-5。

每个端盖5上各开设有若干阶梯孔，若干sma丝4-2分别通过接线端子4-3对应卡设在若干阶梯孔内。

若干sma丝4-2均布在腔体1外侧。

端盖5通过粘接剂粘接在腔体1两端。

出口单向阀2的出口以及入口单向阀3的入口均位于腔体1外侧。

出口单向阀2为隔膜式单向阀，开启压力＜0.5kpa，背压＞300kpa。如此设计，在腔体1轴向收缩时，腔体1内流体压力大于环境流体压力，出口单向阀2开启，入口单向阀3关闭，腔体1内流体沿着出口单向阀2往外喷射；在腔体1径向膨胀时，腔体1内流体压力小于环境流体压力，出口单向阀2关闭，入口单向阀3开启，外部流体沿着入口单向阀3流入腔体1内，完成一个驱动循环。

入口单向阀3为隔膜式单向阀，开启压力＜0.5kpa，背压＞300kpa。