空化泡发生装置的制作方法

本发明涉及空化技术领域，具体而言，涉及一种空化泡发生装置。

背景技术：

鼓虾是一种热带海洋生物，也可以叫做枪虾。鼓虾拥有一对大小不等的夹螯，其大螯长度约为身长的一半。当受到外接刺激时，鼓虾通过快速闭合夹螯，凝聚出一道高速水射流，从而产生空化泡。当气泡破裂时，产生的压力脉冲足以击昏或杀死猎物。

目前，根据鼓虾的夹螯闭合产生空化的发现设计了仿生空化发生装置，从而能够研究鼓虾夹螯的空化效率。

经研究发现，现有的模拟鼓虾的仿生空化发生装置存在如下缺点：

现有的仿生空化发生装置的测验结果的准确性差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种空化泡发生装置，其能够提高测验结果的准确性，且能够提高空化效率。

本发明的实施例是这样实现的：

本实施例提供一种空化泡发生装置，包括：

仿生机构和驱动机构，仿生机构包括模拟的鼓虾螯，驱动机构用于驱动鼓虾螯模拟由张开状态向闭合状态转换的闭合运动，且使鼓虾螯中的至少一个螯的角速度在闭合运动过程中由慢变快。

在可选的实施方式中，仿生机构还包括安装件，鼓虾螯包括动螯和定螯，动螯与安装件转动配合，定螯与安装件固定连接；驱动机构用于驱动动螯相对于定螯转动，且使定螯在闭合运动过程中由慢变快。

在可选的实施方式中，动螯以及定螯中的至少一个与安装件可拆卸地连接。

在可选的实施方式中，驱动机构包括滑动件和传力件，滑动件与安装件滑动配合，传力件与动螯连接，当传力件驱动动螯转动时，传力件带动滑动件滑动，并在滑动件的抵持下使动螯在闭合运动时的角速度由慢变快。

在可选的实施方式中，滑动件具有角度不同的至少两个坡面，至少两个坡面连接，至少两个坡面中的任意一个用于与传力件抵持；当传力件带动动螯进行闭合运动时传力件始终抵持在一个坡面上且依次经过至少两个坡面，以使动螯的角速度由慢变快。

在可选的实施方式中，驱动机构还包括齿轮组，齿轮组包括啮合的输出齿轮和输入齿轮，输入齿轮与输出齿轮的传动比小于1；输出齿轮与动螯连接，输入齿轮与安装件转动连接，传力件与输入齿轮连接，用于驱动输入齿轮转动。

在可选的实施方式中，驱动机构还包括限位件，限位件与安装件连接，用于限制动螯的转动角度，从而使鼓虾螯处于闭合状态时动螯的位置保持不变。

在可选的实施方式中，驱动机构还包括操作件，操作件与安装件转动连接，操作件与滑动件连接，用于驱动滑动件滑动。

在可选的实施方式中，驱动机构还包括第一弹性复位件，第一弹性复位件同时与操作件以及安装件连接，用于使操作件产生驱动滑动件远离传力件的趋势。

在可选的实施方式中，驱动机构还包括第二弹性复位件，第二弹性复位件同时与传力件以及安装件连接，用于使传力件产生驱动鼓虾螯进行闭合运动的趋势。

本发明实施例的有益效果是：

综上所述，本实施例提供了一种空化泡发生装置，利用驱动机构驱动模拟的鼓虾螯进行闭合运动，从而测验鼓虾螯的空化效率。在测验过程中，驱动机构驱动鼓虾螯进行闭合运动时，也即驱动机构驱动鼓虾螯中的至少一个螯相对于另一个螯闭合转动时，驱动机构能够使鼓虾螯中的至少一个螯的角速度发生改变，使至少一个螯的角速度由慢变快，也即使至少一个螯的线速度由慢变快。如此一来，避免鼓虾螯在闭合运动过程中且未达到闭合状态前，鼓虾螯前缘因为线速度过大而产生空化现象，而是使空化泡集中产生于从两螯间喷射出的高速水射流之后，这样避免了能量的分散，从而使得测验结果的准确性更高，且能够获得更高的空化效率，从而便于空化泡发生装置在各行各业中的有效使用，起到降低能量损耗的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的空化泡发生装置的结构示意图；

图2为图1中ii处的局部放大结构示意图；

图3为本发明实施例的空化泡发生装置的一视角的结构示意图(鼓虾螯打开状态)；

图4为本发明实施例的空化泡发生装置的另一视角的结构示意图(鼓虾螯打开状态)；

图5为本发明实施例的操作件的结构示意图；

图6为本发明实施例的空化泡发生装置的又一视角的结构示意图(鼓虾螯关闭状态)；

图7为本发明实施例的输入齿轮和限位件的配合结构示意图。

图标：

001-空化泡发生装置；100-仿生机构；110-鼓虾螯；111-动螯；112-定螯；120-固定组件；121-固定板；122-转轴；123-固定台；200-驱动机构；210-操作件；211-第一连接部；212-第二连接部；213-通孔；214-安装柱；220-定位柱；230-安装台；231-滑槽；240-滑动件；241-第一坡面；242-第二坡面；250-驱动件；260-传力件；261-滚轮；270-齿轮组件；271-输入齿轮；272-输出齿轮；273-限位孔；280-第一弹性复位件；290-第二弹性复位件；300-限位件；400-安装件；410-安装板部；420-箱体部；421-操作口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下实施例中，除特别说明外，第一旋转方向是指图中ab箭头方向；第二旋转方向是指图中ba箭头方向；第一方向是指cd箭头方向；第二方向是指dc箭头方向。

本实施例提供了一种空化泡发生装置001，通过模拟鼓虾夹螯由张开状态向闭合状态的运动，来研究鼓虾夹螯闭合时的空化现象，该装置结构合理，驱动模拟的鼓虾夹螯闭合运动的过程更加接近鼓虾夹螯真实的运动规律，测试获得的结果可靠性高，准确性高，利于后续的研究应用。

请参阅图1，本实施例中，空化泡发生装置001包括仿生机构100和驱动机构200，仿生机构100包括模拟的鼓虾螯110，驱动机构200用于驱动鼓虾螯110模拟由张开状态向闭合状态转换的闭合运动，且使鼓虾螯110中的至少一个螯的角速度在闭合运动过程中由慢变快。

请参阅图1和图2，其中，图2中示出了鼓虾螯110的局部放大的结构示意图，其他附图中的鼓虾螯110的结构与图2中所示相同。本实施例提供的空化泡发生装置001，利用驱动机构200驱动模拟的鼓虾螯110进行闭合运动，从而测验鼓虾螯110的空化效率。在测验过程中，驱动机构200驱动鼓虾螯110进行闭合运动时，也即驱动机构200驱动鼓虾螯110中的至少一个螯相对于另一个螯闭合转动时，驱动机构200能够使鼓虾螯110中的至少一个螯的角速度发生改变，使至少一个螯的角速度由慢变快，也即使至少一个螯的线速度由慢变快。如此一来，避免鼓虾螯110在闭合运动过程中且未达到闭合状态前，鼓虾螯110前缘因为线速度过大而产生空化现象，而是使空化泡集中产生于从两螯间喷射出的高速水射流之后，这样避免了能量的分散，从而使得测验结果的准确性更高，且能够获得更高的空化效率，从而便于空化泡发生装置001在各行各业中的有效使用，还能起到降低能量损耗的作用。

本实施例中，可选的，空化泡发生装置001还包括安装件400，安装件400可以为箱体结构，安装件400包括安装板部410和具有敞口的箱体部420，箱体部420上与设有敞口的一侧相对的另一侧设有操作口421，操作口421可以是条形开口。安装板部410与箱体部420连接，安装板部410封闭箱体部420上的敞口。

可选的，安装板部410可以是矩形板；箱体部420可以是方体形箱。显然，在其他实施例中，安装板部410和箱体部420还可以是其他结构。

请参阅图3和图4，本实施例中，可选的，仿生机构100还包括固定组件120，固定组件120包括相对的两块固定板121，相对的两块固定板121均与安装板部410连接，且沿安装板部410的宽度方向具有间距。

进一步的，固定组件120还包括转轴122和固定台123，固定台123与固定件和安装板部410二者中的至少一个固定连接，固定台123背离安装板部410的一侧设为斜面，固定台123用于固定鼓虾螯110中的一个螯。转轴122与两个固定板121转动连接，转轴122用于固定鼓虾螯110中的另一个螯，并带动与转轴122连接的螯转动，从而实现鼓虾螯110的闭合和张开。

需要说明的是，为了简化空化泡发生装置001，将鼓虾螯110中的一个螯固定，只需驱动另一个螯转动。

具体的，模拟的鼓虾螯110包括动螯111和定螯112，鼓虾螯110与固定组件120连接时，鼓虾螯110的动螯111与转轴122连接，且二者在转轴122的周向上相对固定，也即转轴122能够带动动螯111绕其轴线转动。定螯112固定在固定台123上，且定螯112位于固定台123的斜面上，定螯112固定后，定螯112的前缘向下倾斜。转轴122转动时，能够驱动动螯111相对于定螯112转动，从而模拟鼓虾螯110的闭合和张开动作。

本实施例中，鼓虾螯110安装在固定组件120上后，定螯112位于动螯111的下方，显然，在其他实施例中，定螯112可以位于动螯111的上方，或者二者的位置高度相等。

可选的，动螯111和定螯112二者中的至少一个与固定组件120可拆卸地连接。本实施例中，以动螯111和定螯112均与固定组件120可拆卸地连接为例进行说明。动螯111和定螯112均与固定组件120可拆卸地连接，动螯111和定螯112均可以根据测试需要进行更换，例如，更换不同尺寸的动螯111和定螯112，从而提高测验结果的准确性。

需要说明的是，定螯112与固定台123可以一体成型，固定台123与安装板部410可拆卸地连接。

可选的，鼓虾螯110可以采用3d打印技术制成，鼓虾螯110的仿真效果好，更加接近真实的鼓虾螯110，从而能够提高测验结果的准确性。

请结合图3以及参阅图4，本实施例中，可选的，驱动机构200包括操作件210、定位柱220、安装台230、滑动件240、驱动件250、传力件260、齿轮组件270、第一弹性复位件280和第二弹性复位件290。定位柱220和安装台230均与安装板部410连接，操作件210位于定位柱220和滑动件240之间，操作件210与定位柱220活动连接，操作件210的一端伸出操作口421。滑动件240与安装台230滑动配合，操作件210用于驱动滑动件240滑动。传力件260通过齿轮组件270与转轴122连接，传力件260能够与滑动台抵持，并在滑动台的抵持下使动螯111在闭合运动时的角速度由慢变快。

请参阅图5，本实施例中，可选的，操作件210为杆状，操作件210具有沿操作件210的延伸方向排布且相连的第一连接部211和第二连接部212，第二连接部212上设有通孔213，通孔213为长条形，通孔213沿第二连接部212的延伸方向延伸。第一连接部211上设有安装柱214，安装柱214垂直于第一连接部211设置。操作件210于第一连接部211和第二连接部212的连接位置处与定位柱220转动连接，且第一连接部211的力臂大于第二连接部212的力臂，操作更加省力。第一弹性复位件280的一端与安装板部410连接，第一弹性复位件280的另一端与安装柱214连接，第一弹性复位件280用于令操作件210具有沿第一旋转方向转动的趋势。

可选的，驱动件250安装在滑动件240上，驱动件250的一端伸入操作件210上的通孔213中，操作件210相对于定位柱220转动时，通过驱动件250带动滑动件240相对于安装台230滑动。

可选的，安装台230上设有滑槽231，滑槽231沿安装板部410的长度方向延伸。滑槽231可以是燕尾槽或者t形槽等。

可选的，滑动件240设有与燕尾槽或者t形槽配合的滑动部，以使滑动件240在操作件210的驱动下沿滑槽231的延伸方向相对于滑槽231滑动，且滑动件240不会从滑槽231中脱落。当操作件210在第一弹性复位件280的作用下沿第一旋转方向转动时，滑动件240沿第一方向相对于滑槽231滑动。当操作件210在外力作用下沿与第一旋转方向转动时，滑动件240沿与第一方向相反的第二方向相对于滑槽231滑动。第一方向和第二方向均平行于滑槽231的延伸方向。

进一步的，滑动件240背离滑槽231的一侧设有至少两个坡面。至少两个坡面依次连接，且至少两个坡面的坡度不同。换句话说，每个坡面与水平面具有夹角，每个坡面与水平面的夹角不同。在第一方向上，至少两个坡面的坡度逐渐减小。换句话说，在第二方向上，至少两个坡面的坡度逐渐增大。

请参阅图4或者图6，可选的，本实施例中以两个坡面为例进行说明。两个坡面在第一方向上依次为第一坡面241和第二坡面242，第一坡面241的坡度大于第二坡面242的坡度，也即第一坡面241与水平面的夹角对于第二坡面242与水平面的夹角，也就是说，第一坡面241更加陡。

可选的，第一坡面241和第二坡面242圆弧过渡。

本实施例中，可选的，传力件260的一端用于与滑动件240上的任意一个坡面接触。传力件260的另一端与齿轮组件270连接。

进一步的，传力件260上设有滚轮261，滚轮261用于行走在坡面上。从而减小摩擦力，便于传力件260相对于滑动件240运动。

可选的，第二弹性复位件290的一端与安装板部410连接，第二弹性复位件290的另一端连接，第二弹性复位件290令传力件260产生沿第二旋转方向转动的趋势。

可选的，齿轮组件270包括输出齿轮272和输入齿轮271，输入齿轮271与输出齿轮272的传动比小于1，也即，齿轮组件270为加速齿轮结构。

进一步的，输入齿轮271上设有限位孔273，限位孔273沿输入齿轮271的周向延伸。

需要说明的是，齿轮组件270的齿轮数量按需选择，可以不限于是两个齿轮。

本实施例提供的空化泡发生装置001，安装台230与安装板部410连接，安装台230上的滑槽231沿安装板部410的长度方向延伸。操作件210与定位柱220转动配合。滑动连接与滑槽231滑动配合，滑动件240上的连接件插接在操作件210上的通孔213中。传力件260上的滚轮261与滑动件240上的坡面抵持。传力件260远离滑动件240的一端与输入齿轮271的齿轮轴固定连接，输入齿轮271与两个固定板121中的一个可拆卸地连接。输出齿轮272套设在转轴122外且与转轴122可拆卸地连接，二者在转轴122的周向上相对固定。输出齿轮272与输入齿轮271啮合。当需要利用驱动机构200使鼓虾螯110由闭合状态处于张开状态时，转动操作件210，使其沿第二旋转方向转动，操作件210带动滑动件240沿第二方向滑动，滑动件240靠近传力件260，且驱动与滑动件240的坡面抵持的传力件260沿第一旋转方向转动，最终通过齿轮组件270使动螯111沿第二旋转方向转动，动螯111相对于定螯112张开。在滑动件240靠近传力件260运动的过程中，传力件260上的滚轮261先接触第一坡面241，然后经过第一坡面241后到达第二坡面242上，在动螯111完全张开时，滚轮261刚好位于第二坡面242的顶部。在此过程中，第一弹性复位件280和第二弹性复位件290均被拉伸，具有恢复形变的弹力。当需要鼓虾螯110完成由张开状态到闭合状态切换的闭合运动时，撤去施加在操作件210上的外力，此时，在第一弹性复位件280的作用下拉动操作件210沿第一旋转方向转动，从而使操作件210产生带动滑动件240沿第一方向滑动的趋势，也即滑动件240远离传力件260。同时，在第二弹性复位件290的弹力作用下，传力件260沿第二旋转方向转动，并使传力件260始终保持抵紧在滑动件240的坡面上，且传力件260在沿第二旋转方向转动的过程中从第二坡面242到达第一坡面241上，由于第二坡面242的坡度小于第一坡面241的坡度，传力件260在第二坡面242上运动时的角速度小于在第一坡面241上运动时的角速度，也即传力件260的角速度由慢变快，换句话说，动螯111的角速度由慢变快，动螯111的前缘的线速度由慢变快，从而使得鼓虾螯110只有在闭合状态时由于高速水射流的作用产生空化，而不会在未到达闭合状态前于动螯111的前缘产生空化，提高空化效率。

应当理解，第一弹性复位件280拉动操作件210转动以带动滑动件240沿第一方向滑动时，滑动件240的速度小于传力件260在第一方向上的线速度，从而保证鼓虾螯110闭合运动的过程中传力件260上的滚轮261始终与坡面抵持。

需要说明的是，第一弹性复位件280和第二弹性复位件290均可以设置为拉簧。将拉簧的弹性势能作为能量输入源，便于计算空化效率。

需要说明的是，在其他实施例中，可以将滑动件240与滑槽231的滑动配合面设置为角度不同的至少两个斜面，同样可以实现改变传力件260角速度的功能。

需要说明的是，在其他实施例中，驱动机构200可以同时驱动动螯111和定螯112转动以实现闭合和张开。

请参阅图7，在其他实施例中，驱动机构200还包括限位件300，限位件300设置在安装有输入齿轮271的固定板121上，且限位件300伸入输入齿轮271的限位孔273中，当输入齿轮271转动时，限位件300能够与限位孔273在其延伸方向上的两个侧壁中的一个抵持。换句话说，当输入齿轮271沿第一旋转方向转动且带动鼓虾螯110张开时，且当鼓虾螯110刚好位于张开状态时，限位件300与两个侧壁中的一个侧壁抵持，从而使鼓虾螯110多次试验过程中张开状态动螯111均位于同一位置，保持不变；同理，当输入齿轮271沿第二旋转方向转动且带动鼓虾螯110闭合时，且当鼓虾螯110刚好位于闭合状态时，限位件300与两个侧壁中的另一个侧壁抵持，从而使鼓虾螯110多次试验过程中闭合状态时动螯111均位于同一位置，保持不变，提高测验结果的准确性以及可靠性。

本实施例提供的空化泡发生装置001，测验过程中鼓虾螯110由张开状态向闭合状态切换时产生一个空化泡，更加接近真实的鼓虾螯110的运动规律，测验结果更加准确，能够提高空化效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。