[发明专利]一种基于4D打印的仿生折叠翼及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于4D打印的仿生折叠翼，其特征在于，该仿生折叠翼包括折叠翼鞘（3）、仿生扑翼骨架（4）、水循环流道（5）、水循环控制系统（2）和扑翼覆膜（6），其中：所述折叠翼鞘（3）与所述仿生扑翼骨架（4）连接，用于保护和贮存呈折叠状态的所述仿生扑翼骨架（4），所述仿生扑翼骨架（4）仿蠼螋扑翼的形状，伸展时呈扇形展开，其内部设置有所述水循环流道（5），该仿生扑翼骨架（4）可根据所述水循环流道（5）中水的温度进行伸展和折叠，所述水循环控制系统（2）与水循环流道（5）连接，用于控制该水循环流道（5）中水的温度，所述扑翼覆膜（6）覆盖在所述仿生扑翼骨架（4）的表面，从而在所述仿生扑翼骨架（4）伸展的时候形成翼面；所述仿生扑翼骨架（4）进行折叠时首先进行褶皱式折叠，然后进行弯转折叠，最终收缩到所述折叠翼鞘（3）中；所述仿生扑翼骨架（4）与其内部的水循环流道（5）的长度之比为3:1～5:1；所述仿生扑翼骨架（4）和水循环流道（5）由NiTi形状记忆合金制成；当水的温度为-10℃～10℃时，所述仿生折叠翼进行折叠，当水的温度为50℃～80℃时，所述仿生折叠翼进行伸展；

所述仿生折叠翼通过下列方法制备得到：

利用3D打印技术，对形状记忆合金进行三维成形，制得仿蠼螋扑翼形状的仿生扑翼骨架（4）和其内部的水循环流道（5）；

在预设温度下，利用机械压力使得所述仿生扑翼骨架（4）展开，从而对其进行温度定型；

将扑翼覆膜（6）覆盖在所述仿生扑翼骨架（4）的表面，并将所述水循环流道与水循环控制系统（2）连接，进而制得所述仿生折叠翼。

2.如权利要求1所述的基于4D打印的仿生折叠翼，其特征在于，所述基于4D打印的仿生折叠翼的折叠比率为1/10～1/5。

3.一种如权利要求1～2任一项所述的基于4D打印的仿生折叠翼的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

（a）利用3D打印技术，对形状记忆合金进行三维成形，制得仿蠼螋扑翼形状的仿生扑翼骨架（4）和其内部的水循环流道（5）；

（b）在预设温度下，利用机械压力使得所述仿生扑翼骨架（4）展开，从而对其进行温度定型；

（c）将扑翼覆膜（6）覆盖在所述仿生扑翼骨架（4）的表面，并将所述水循环流道与水循环控制系统（2）连接，进而制得所述仿生折叠翼；所述形状记忆合金为NiTi形状记忆合金，所述仿生扑翼骨架（4）与其内部的水循环流道（5）的长度之比为3:1～5:1。

4.如权利要求3所述的基于4D打印的仿生折叠翼的制备方法，其特征在于，所述预设温度为50℃～80℃。

5.一种扑翼飞行器，其特征在于，包括机体（1）和如权利要求1～2任一项所述的基于4D打印的仿生折叠翼，其中所述仿生折叠翼的水循环控制系统（2）设置在所述机体（1）内，所述折叠翼鞘（3）与所述机体（1）连接。