[發(fā)明專利]激光致光熱膨脹型驅(qū)動裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810433266.3
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108678918B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁曦明;袁一楠
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(武漢)
• 主分類號: F03G7/06
• 分類號: F03G7/06;H02N11/00
• 代理公司: 42238 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 郝明琴

本發(fā)明公開了一種激光致光熱膨脹型驅(qū)動裝置，激光致光熱膨脹型驅(qū)動器，包括激光致熱與制冷雙向工作器、光熱膨脹轉(zhuǎn)換驅(qū)動器，激光致熱與制冷雙向工作器與光熱膨脹轉(zhuǎn)換驅(qū)動器緊密相連接；激光致熱與制冷雙向工作器與激光致光熱膨脹驅(qū)動型微閥光熱膨脹驅(qū)動型微閥相連接；光熱膨脹轉(zhuǎn)換驅(qū)動器包括光熱致物質(zhì)相變膨脹驅(qū)動器或光熱致物質(zhì)熱膨脹驅(qū)動器；所述光熱致物質(zhì)相變膨脹驅(qū)動器或光熱致物質(zhì)熱膨脹驅(qū)動器均包括：光熱膨脹驅(qū)動力輸出端；光熱膨脹驅(qū)動力輸出端推動所述激光致光熱膨脹驅(qū)動型繼電器的光熱膨脹驅(qū)動線性移動片移動并接觸觸點，形成導通回路。本發(fā)明裝置可用于機器人、機械手、醫(yī)用器械和工業(yè)機械裝置的驅(qū)動領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人、機械手、醫(yī)用器械和工業(yè)機械裝置的驅(qū)動領(lǐng)域，涉及激光或太陽能聚光的光熱驅(qū)動應(yīng)用技術(shù)，更具體地說，涉及一種激光致光熱膨脹型驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)

在機器人、機械手、醫(yī)用器械和工業(yè)機械裝置等應(yīng)用領(lǐng)域，驅(qū)動組件與驅(qū)動技術(shù)都是核心重要部分，要求驅(qū)動組件具有高效率并易于控制等優(yōu)點。目前發(fā)展成熟且已經(jīng)廣泛應(yīng)用的微驅(qū)動機構(gòu)主要有靜電驅(qū)動型、光致伸縮型、電磁驅(qū)動型、熱膨脹型、壓電驅(qū)動型、超聲波型、記憶合金型、磁致伸縮型等。靜電驅(qū)動是利用靜電場之間的靜電荷庫侖力進行驅(qū)動,壓電驅(qū)動是利用壓電晶體的逆壓電效應(yīng)通過外部施加電場來產(chǎn)生伸長量變化,要求較高的驅(qū)動電壓,且存在電磁干擾難以消除,不易小型化集成化。電磁驅(qū)動是利用勵磁線圈中通電產(chǎn)生電磁場使磁場中的導磁體產(chǎn)生運動,存在體積偏大、能耗偏高、溫漂噪聲偏大,難以小型化集成化等缺點。雖然有些驅(qū)動機構(gòu)的主體尺寸能夠做到較小,但都需要通過導線與外部的低壓乃至高壓控制源相連,總體結(jié)構(gòu)方面存在不易小型化問題,且導線連接也制約了應(yīng)用范疇,不易將驅(qū)動機構(gòu)整體集成于微系統(tǒng)中,因此無法實現(xiàn)較遠距離或細小管道內(nèi)等特殊環(huán)境下的操控。采用激光加熱作為動力源的光熱微驅(qū)動器是一種新型的熱驅(qū)動器,日益受到人們的關(guān)注。用激光加熱的方法與其他微驅(qū)動方法相比有其自己的優(yōu)勢。首先,整個驅(qū)動過程無需利用電線從外界引入電源,有利于減小驅(qū)動系統(tǒng)的尺寸和重量,從而更容易實現(xiàn)系統(tǒng)的集成化和小型化。再次,激光能量密度大和方向統(tǒng)一性好,可長距離傳輸,因此易實現(xiàn)設(shè)備遠程控制的功能優(yōu)勢。當前，人們面臨如何進一步提高激光光熱驅(qū)動器的工作性能和能量效率等系列技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種激光致光熱膨脹型驅(qū)動裝置。

本發(fā)明采用了一種技術(shù)方案：一種激光致光熱膨脹型驅(qū)動裝置，其特征在于，包括：激光致光熱膨脹型驅(qū)動器、激光致光熱膨脹驅(qū)動型微閥、激光致光熱膨脹驅(qū)動型繼電器；所述激光致光熱膨脹型驅(qū)動器，包括：激光致熱與制冷雙向工作器、光熱膨脹轉(zhuǎn)換驅(qū)動器，所述激光致熱與制冷雙向工作器與光熱膨脹轉(zhuǎn)換驅(qū)動器緊密相連接；所述激光致熱與制冷雙向工作器與所述激光致光熱膨脹驅(qū)動型微閥的光熱膨脹驅(qū)動型微閥相連接；所述激光致熱與制冷雙向工作器，包括：激光器、石墨烯型激光熱電轉(zhuǎn)換器；所述光熱膨脹轉(zhuǎn)換驅(qū)動器，包括：光熱致物質(zhì)相變膨脹驅(qū)動器或光熱致物質(zhì)熱膨脹驅(qū)動器；所述光熱致物質(zhì)熱膨脹驅(qū)動器包括：光熱致氣態(tài)物質(zhì)熱膨脹驅(qū)動器、光熱致液態(tài)物質(zhì)熱膨脹驅(qū)動器或光熱致固態(tài)物質(zhì)熱膨脹驅(qū)動器；所述光熱致物質(zhì)相變膨脹驅(qū)動器、光熱致物質(zhì)熱膨脹驅(qū)動器均包括：液態(tài)金屬、液態(tài)金屬U型管A、光熱膨脹驅(qū)動活塞、光熱膨脹驅(qū)動桿、溫度傳感器、缸體、絕熱層、普通彈簧、光熱膨脹驅(qū)動力輸出端；所述液態(tài)金屬裝配在液態(tài)金屬U型管A中；所述液態(tài)金屬U型管A、光熱膨脹驅(qū)動活塞、溫度傳感器均裝配在缸體中；所述缸體外層為絕熱層；所述普通彈簧裝配在光熱膨脹驅(qū)動桿上；所述光熱膨脹驅(qū)動桿與光熱膨脹驅(qū)動力輸出端相連接；所述光熱膨脹驅(qū)動力輸出端推動所述激光致光熱膨脹驅(qū)動型繼電器的光熱膨脹驅(qū)動線性移動片移動并接觸觸點，形成導通回路；所述激光致熱與制冷雙向工作器與光熱膨脹轉(zhuǎn)換驅(qū)動器緊密相連接，并共同構(gòu)成激光致光熱膨脹型驅(qū)動器。