[發明專利]一種多肌肉組合的仿心臟水下推進器

有效

• 申請號: 201410174637.2
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103935495A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 趙剛;孫壯志;趙華興;饒宇;郭華君;隋智陽;喬東潘;李芳;王好軍;畢紅時
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B63H11/04
• 分類號: B63H11/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種推進器，具體地說是仿生水下推進器。

背景技術

當前，面對嚴峻的能源短缺問題，海底能源的開發成為重要的探索領域，考慮到海底工況環境的復雜性，水下推進方式研究意義重大。現階段，傳統的機械螺旋槳式的推進方式，具有較大的噪聲，其設備泄漏對于海洋環境存在重大的隱患，同時，螺旋槳式的推進方式對于海底生態系統的擾動性較大，故并非海洋水下推進的最佳選擇；仿生長鰭波式水下推進方式解決了水下生態環境的污染及擾動性等問題，然而，其水下推進效能較低，仍處于試驗研究階段，無法真正將其應用于水下推進；生物運動特性是仿生學的研究領域，心臟作為人類的動力器官，時刻不停地工作，為機體提供動力，目前，人類心臟原理的動力模型在裝備的開發中應用的案例較為少見，基于仿生學的思想，將人類心臟生物原型應用于水下動力推進的研究是一個創新的嘗試。離子聚合物金屬復合材料(ionic?polymer?metal?composites，IPMC)作為一種綠色高效的電致動材料，其組合驅動結構的研究，顯著提高了IPMC的應用輸出參數，為仿生心臟的研究提供研究基礎。

發明內容

本發明的目的在于提供高效能、低噪聲及低擾動性的一種多肌肉組合的仿心臟水下推進器。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明一種多肌肉組合的仿心臟水下推進器，其特征是：包括殼體、支撐桿、支撐板、推進單元，推進單元包括進水側、出水側，進水側包括進水殼體、進水肌肉組、進水動力支撐板、進水活塞板，進水肌肉組包括組合肌肉支撐板、IPMC肌肉束，IPMC肌肉束包括IPMC肌肉單元，IPMC肌肉單元包括IPMC肌肉絲、導電電極、彈性連接材料，IPMC肌肉絲之間通過彈性連接材料相連，IPMC肌肉絲的端部安裝導電電極，IPMC肌肉單元與IPMC肌肉單元之間通過各自的導電電極相連組成IPMC肌肉束，IPMC肌肉束之間并聯安裝在組合肌肉支撐板里組成進水肌肉組，進水肌肉組與進水肌肉組之間安裝進水動力支撐板，進水肌肉組和進水動力支撐板安裝在進水殼體里，最右端進水肌肉組右端安裝進水活塞板，出水側包括出水殼體、出水肌肉組、出水動力支撐板、出水活塞板，出水側與進水側結構相同，出水殼體、出水肌肉組、出水動力支撐板、出水活塞板分別對應進水殼體、進水肌肉組、進水動力支撐板、進水活塞板，進水活塞板與右側進水殼體之間形成儲水腔，出水活塞板與右側出水殼體之間形成射水腔，殼體包括相連的半圓殼體和圓柱殼體，圓柱殼體的端部安裝端側板，支撐桿的一端固定在半圓殼體上，支撐桿的另一端固定在端側板上，推進單元安裝在圓柱殼體里，出水側位于進水側的內側，出水殼體通過支撐板安裝在支撐桿上，儲水腔和射水腔通過兩腔通道相通，進水殼體的儲水腔處設置進水孔，進水孔固定在殼體上，出水殼體的射水腔處設置射水孔，射水孔固定在端側板上。

本發明還可以包括：

1、所述的推進單元至少包括兩組，推進單元之間沿圓柱殼體的圓周方向均勻布置。

2、進水孔上設置有閥。

3、半圓殼體里安裝控制部件，控制部件連接閥和推進單元的進水肌肉組、出水肌肉組，控制部件控制閥的開啟和關閉以及進水肌肉組、出水肌肉組的伸縮從而射水孔中液體的噴射。

本發明的優勢在于：采用仿生學的思路將心臟原型結構應用的水下推進器的動力推進，在仿生學的研究領域，極具創新性；水下推進器較傳統推進裝備具有顯著低噪聲及低擾動性的優點，相比長鰭波式的推進效能更高；動力部分采用組合肌肉逐級組合的結構，能夠提高其動力輸出，是一種研究思路的創新；仿心臟水下推進器結構簡單、維護方便，滿足節能環保的綠色設計理念。

附圖說明

圖1a為本發明的仿心臟原理單循環推進結構簡圖a，圖1b為本發明的仿心臟原理單循環推進結構簡圖b；

圖2為本發明的IPMC組合肌肉的結構示意圖；

圖3為本發明的IPMC肌肉元結構示意圖；

圖4a為本發明的結構示意圖a，圖4b為本發明的結構示意圖b。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：

結合圖1～4，本發明主要由動力部分I、水通道部分II、控制及殼體部分III三部分組成；