一种SMA丝径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丝径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丝径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丝径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丝驱动组件及若干径向压条，

所述腔体为弹性橡胶材质且呈圆筒状结构，其两端一体固接有挡板，两个挡板上同轴开设有通孔，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，若干径向压条均匀固设在腔体圆周方向的表面且均与腔体的中心轴线平行设置，sma丝驱动组件同轴套设在腔体上且与腔体紧密接触，径向压条位于sma丝驱动组件与腔体之间，sma丝驱动组件通电时沿腔体径向收缩，断电时恢复。

进一步地，所述sma丝驱动组件包括若干sma丝、若干接线端子、若干缠线座及两根导线，每根sma丝分别围设呈环状且首尾分别固设有接线端子，每根sma丝上的两个接线端子对应固装在一个缠线座上，两根导线分别为正极接线与负极接线，每根sma丝的两端分别通过两个接线端子与两根导线连接，每根sma丝外部均包覆有绝缘热缩管，两根导线、若干缠线座及若干接线端子同时通过硅胶绝缘套进行绝缘包覆。

进一步地，接线端子与缠线座之间设置有垫片。

进一步地，若干sma丝均布在腔体上。

进一步地，每个挡板的外侧面各粘接有一个圆盘状的端片。

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。

进一步地，径向压条与腔体圆周表面之间通过粘接剂粘接。

进一步地，所述径向压条上开设有若干凹槽，若干sma丝驱动组件一一对应卡设在若干凹槽内。

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为本申请的主视示意图；

图2为拆除硅胶绝缘套后的整体结构半剖视示意图；

图3为腔体的立体结构示意图；

图4为端片的立体结构示意图；

图5为sma丝驱动组件立体结构示意图；

图6为硅胶绝缘套立体结构示意图；

图7为径向压条的立体结构示意图；

图8为入口单向阀的立体结构示意图；

图9为出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1～9说明本实施方式，一种sma丝径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及若干径向压条5，

所述腔体1为弹性橡胶材质且呈圆筒状结构，其两端一体固接有挡板6，两个挡板6上同轴开设有通孔，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，若干径向压条5均匀固设在腔体1圆周方向的表面且均与腔体1的中心轴线平行设置，sma丝驱动组件4同轴套设在腔体1上且与腔体1紧密接触，径向压条5位于sma丝驱动组件4与腔体1之间，sma丝驱动组件4通电时沿腔体径向收缩，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。挡板与腔体为一体成型制造。所述sma丝驱动组件4缠绕在腔体1表面，sma丝4-1之间保持均匀间距。

所述径向压条5有多根，具有一定的柔性。径向压条5均匀的分布在腔体1圆周方向上，通过粘接剂粘接在腔体1表面。径向压条5可将sma丝4-1收缩产生的径向收缩力均匀地施加在整个腔体1表面，使腔体1变形更充分。

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4-1通电时能产生收缩，对腔体1产生径向的收缩力。断电时sma丝驱动组件4中的sma丝4-1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。sma丝驱动组件4套设在腔体1外部，通电时产生收缩，带动腔体1产生径向收缩，使得腔体1内流体压力增大，通过出口单向阀2往外形成喷射射流，产生一定的推进力前进。当sma丝4-1断电时，橡胶腔体1释放弹性应变能产生径向膨胀，为sma丝4-1提供回复力，使得sma丝4-1回复到自由伸长状态至初始长度，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。由于sma丝4-1作动时间非常短，控制sma丝4-1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1一方面对sma丝4-1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。

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。

所述sma丝驱动组件4包括若干sma丝4-1、若干接线端子4-2、若干缠线座4-3及两根导线4-4，每根sma丝4-1分别围设呈环状且首尾分别固设有接线端子4-2，每根sma丝4-1上的两个接线端子4-2对应固装在一个缠线座4-3上，两根导线4-4分别为正极接线与负极接线，每根sma丝4-1的两端分别通过两个接线端子4-2与两根导线4-4连接，每根sma丝4-1外部均包覆有绝缘热缩管4-5，两根导线4-4、若干缠线座4-3及若干接线端子4-2同时通过硅胶绝缘套4-6进行绝缘包覆。如此设计，接线端子4-2为柱状薄壁结构，安装时利用专用工具将导线4-4与sma丝4-1缠绕后套入接线端子4-2中，用工装进行夹紧处理，接线端子4-2卡设在缠线座4-3上。所述绝缘热缩管4-5套在sma丝4-1外部，加热收缩后作为sma丝4-1的绝缘层。所述缠线座4-3为sma丝4-1径向缠绕的安装接口和正、负极接线安装接口。导线与外部电源连通，通过两根导线4-4分别为sma丝4-1两端进行供电。所述硅胶绝缘套4-6由弹性橡胶材料制成，在sma丝驱动组件4安装完成后，将缠线座4-3整个浸没在液态硅橡胶中，液态硅橡胶凝固后所形成的绝缘层即硅胶绝缘套4-6。所述硅胶绝缘套4-6对sma丝驱动组件4进行绝缘处理。sma丝4-1通电时能产生收缩，对腔体1产生径向的收缩力。断电时sma丝4-1能在腔体1的弹性回复力作用下回复到自然伸长状态。绝缘热缩管4-5加热收缩后作为sma丝4-1的绝缘层。

接线端子4-2与缠线座4-3之间设置有垫片4-7。所述垫片4-7在sma丝4-1张紧时对绝缘层起防护作用。

若干sma丝4-1均布在腔体1上。

每个挡板6的外侧面各粘接有一个圆盘状的端片7。如此设计，通过设置端片7以限制腔体1端部的膨胀变形。挡板6与端片7之间通过粘接剂粘接。

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径向收缩时，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。

径向压条5与腔体1圆周表面之间通过粘接剂粘接。

所述径向压条5上开设有若干凹槽，若干sma丝驱动组件一一对应卡设在若干凹槽内。如此设计，凹槽起到对sma丝驱动组件的轴向限位作用。