[发明专利]一种基于液态金属驱动的齿轮装置

说明书

本发明公开了一种基于液态金属驱动的齿轮装置，包括齿轮、齿轮内支架、轴承、电极固定环、中心轴、电极、液态金属液滴、氢氧化钠溶液；齿轮内壁上设置有键槽；齿轮内支架外表面设置凸块结构；齿轮和齿轮内支架通过键槽和凸块结构相互配合连接；轴承包括轴承外圈和轴承内圈；轴承外圈和齿轮内支架固定连接；轴承内圈和中心轴固定连接；电极固定环和中心轴通过过盈配合的方式固定连接；电极分别固定在电极固定环的两侧；液态金属液滴设置在两个电极之间，液态金属液滴位于氢氧化钠溶液中，电极底部浸泡在氢氧化钠溶液中，液态金属液滴和氢氧化钠溶液均位于齿轮内支架中。整体装置可以适应更狭小空间，同时成本低、结构简单、便于控制，性能良好。

技术领域

本发明涉及一种齿轮装置，具体来说，涉及一种基于液态金属驱动的齿轮装置。

背景技术

当下我们所见的绝大部分的工业机器，它的完美运转都离不开每个齿轮之间的正常工作与配合。随着科学技术的发展与进步，齿轮的材料、生产制造、加工方式等发生显著提高，齿轮得到了极为广泛的应用。由于齿轮传动存在高速、重载、高精度和高可靠性等优点，被广泛的应用于机械加工、航空航天、工业生产等各个领域之中。目前，齿轮传动的驱动方式有电力驱动、液力驱动和气压驱动等，其中使用较多的为电力驱动。然而，无论采用哪种驱动方式，驱动装置都具有较大的体积，对于某些空间狭小的应用场合存在限制。

近年来，液态金属因其独特的物理化学性质，高导电性、高导热性、高柔韧性，低毒性，易被氧化等受到广泛研究。其中，液态金属的驱动能力也得到广泛关注，液态金属可以通过磁场、电场、离子浓度和化学反应等进行驱动。磁场驱动主要是在液态金属表面涂覆一层磁性纳米颗粒，会影响液态金属的流动性；离子浓度驱动是通过液态金属两侧的酸碱度差异与离子浓度梯度引起液态金属表面张力的变化进行驱动；化学反应驱动是液态金属作为反应物或将催化材料涂在液态金属表面，产生气泡进行驱动；电场驱动是最主要的驱动方式，通过在液态金属两侧施加电场引起液态金属表面张力梯度进行驱动，并且可以通过调整电压、频率、电极位置等进行控制。但是电场驱动需要处于液体环境之中，如何将液体环境中的运动传递到外界是一个问题。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于液态金属驱动的齿轮装置，可以适用于某些空间狭小的应用场合，同时，将氢氧化钠溶液置于齿轮装置内部，使整个齿轮装置可以突破液体环境的限制在各种环境下运行，并将旋转运动传递成多种形式的运动。结构简单、性能良好的同时降低了成本。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案为：

一种基于液态金属驱动的齿轮装置，包括齿轮、齿轮内支架、轴承、电极固定环、中心轴、电极、液态金属液滴、氢氧化钠溶液；所述齿轮内壁上设置有键槽；所述齿轮内支架外表面设置凸块结构；所述齿轮和齿轮内支架通过键槽和凸块结构相互配合连接；所述轴承包括轴承外圈和轴承内圈；所述轴承外圈和齿轮内支架固定连接；所述轴承内圈和中心轴固定连接；所述电极固定环和中心轴通过过盈配合的方式固定连接；两个所述电极分别固定在电极固定环的两侧；所述液态金属液滴设置在两个电极之间，所述液态金属液滴位于氢氧化钠溶液中，电极底部浸泡在氢氧化钠溶液中，液态金属液滴和氢氧化钠溶液均位于齿轮内支架中。

作为优选例，所述齿轮内支架包括内圆环、支架和外圆环；所述支架一端与内圆环固定连接，另一端与外圆环固定连接；所述外圆环包括外环体和连接在外环体两侧的侧壁，所述侧壁向内圆环延伸，外环体和侧壁之间形成凹槽；所述液态金属液滴和氢氧化钠溶液位于凹槽底部；所述凸块结构设置在外圆环外表面。

作为优选例，所述内圆环有两个；两个所述内圆环中间存在间隙；所述电极固定环位于所述间隙中；所述轴承和内圆环一一对应设置，每个轴承外圈和一个内圆环固定连接。

作为优选例，所述液态金属液滴为镓与铟、锡、锌、铋、银、铝中的至少一种金属形成的合金液态液滴。

作为优选例，所述电极位置固定。

作为优选例，所述中心轴上设置通孔结构。