[发明专利]一种基于IPMC组合肌肉的仿心脏水下推进器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种推进器，具体地说是水下推进器。 

背景技术

目前，国内外学者对水下推进方式进行了广泛而深刻的理论探究及应用研究，并在诸多方面取得了较为显著的进展。由于水下装备动力装置的研究关系到其水下推进的性能与工作效率，所以此问题的研究一直受到各国专家学者的关注，同时，能够突破传统的推进方式的缺陷，开发一种新型水下推进方式以满足特殊作业及微型化水下推进的需要，显得尤为重要。水下推进方式的研究主要经历了传统螺旋桨推进、仿生水下推进、智能推进等过程。研究发现，传统螺旋桨舵式推进的机械设计结构与加工工艺复杂，水下作业时表现出大的噪声与扰动性，同时，水下推进时推进效率较低，而且不适用于小型水下推进装备的水力推进选择。另一方面，仿生水下生物原型的推进方式逐渐获得了学者的认可与关注，波动摆动鱼鳍推进、生物鞭毛推进及射流反冲推进等仿生推进方式符合自然界生物的进化规律，具有较高的效能，但仿生推进的研究却局限于形似神不同的及复杂机械结构驱动等方面的问题，研究的成果不能满足实际问题的需要。因此，研究出一种高效能、低噪声、低扰动且满足各类水下工况要求的水下装备的动力装置，具有重要研究意义。 

发明内容

本发明的目的在于提供高效能、低噪声及低扰动性的一种基于IPMC组合肌肉的仿心脏水下推进器。 

本发明的目的是这样实现的： 

本发明一种基于IPMC组合肌肉的仿心脏水下推进器，其特征是：包括壳体、IPMC组合肌肉动力部件、心房压力腔、心室压力腔、射流推进部分、射流调向部分，IPMC组合肌肉动力部件包括肌肉元、活塞、蓄力弹簧、动力输出支撑架，肌肉元由四条IPMC肌肉条沿圆周方向均匀设置构成，肌肉元的两端安装第一供电连接板，肌肉条与第一供电连接板之间通过连接电极相连形成肌肉 束，肌肉束之间安装第二供电连接板形成组合肌肉，组合肌肉安装在活塞和动力输出支撑架之间，组合肌肉沿圆周方向均匀布置，在组合肌肉的中间设置蓄力弹簧，蓄力弹簧的两端分别安装在活塞和动力输出支撑架上，壳体的首端安装过滤头，过滤头包括过滤外壳、过滤网，过滤网设置在过滤外壳和壳体之间，心房压力腔、心室压力腔均有六个且设置在壳体里，六个心房压力腔固定在壳体的首部且沿壳体的轴向均匀布置，六个心室压力腔固定在壳体的尾部且沿壳体的轴向均匀布置，第一-第六心房压力腔分别通过第一-第六单向阀连通第一-第六心室压力腔，每个心房压力腔、心室压力腔里均安装IPMC组合肌肉动力部件，心房压力腔的动力输出支撑架上开有进水孔，心房压力腔的活塞上分别安装第七-第十二单向阀，心室压力腔的动力输出支撑架上设置压差导管，心室压力腔的腔体上开设有倒流通道，第一与第四心室压力腔的压差导管、第二与第五心室压力腔的压差导管、第三与第六心室压力腔的压差导管分别连通，壳体的尾端安装射流推进部分和射流调向部分，射流推进部分包括推进壳体、第一三通分流头、射流喷嘴，第一三通分流头安装在推进壳体的首端，推进壳体上开设汇流通道，汇流通道分别与第二、第三、第五、第六心室压力腔倒流通道以及第一三通分流头的一个分流头相连通，汇流通道与倒流通道之间分别安装第十三-第十八单向阀，汇流通道通过可控阀门与位于推进壳体尾端的射流喷嘴相连通，射流调向部分包括支撑座、第二三通分流头、第二-第九可控阀门，支撑座固定在壳体的尾端，支撑座里开设有分流通道和调向射流口，第二三通分流头固定在支撑座上并与分流通道相连通，支撑座里安装第二-第九可控阀门，第二-第九可控阀门分别对应一个调向射流口，第二-第九可控阀门均连通分流通道并分别连通各自对应的调向射流口，第一心室压力腔倒流通道连通分流通道。 

本发明还可以包括： 

1、还包括回流管，壳体首端安装控制阀门，回流管一端连通第四心室压力腔倒流通道，回流管另一端连通控制阀门并通过控制阀门将回流管中的液体导向滤网，壳体上位于控制阀门对向的位置处设置排泄口，滤网上安装压差传感器。 

2、还包括回流管，壳体首端设置过滤通道，壳体首端安装第一-第三控制 阀门，过滤通道连通第一-第三控制阀门，第一-第三控制阀门沿壳体轴向均匀设置，回流管一端连通第四心室压力腔倒流通道，回流管另一端连通过滤通道并通过第一-第三控制阀门将回流管中的液体导向滤网，壳体上位于第一-第三控制阀门下方的位置设置排泄口，滤网上安装压差传感器。