[发明专利]光控水中推进器及推进方法

说明书

技术领域

本发明属于材料以及自动化技术领域，具体涉及一种利用光直接控制的水中推进器以 及推进方法。

背景技术

推进器是自动化装置中的重要结构和关键部位，传统的推进器是采用电机作为驱动 器，通过传动机构将伺服电机的运动传递到自动化装置的末端，或是采用气动、液压等驱 动方式，这就需要自动化装置具有电机、齿轮、传送带等很多相关设备，这些设备的存在 严重制约着自动化装置的小型化，并且电机、齿轮的介入使自动化装置的操纵系统较为复 杂。也有一些其他的驱动方式，例如有人将形状记忆合金应用于水中推进器中，但是形状 记忆合金很容易受温度的变化和和工作介质的不同的影响，而且响应速度也很难达到实际 使用的要求。

众所周知，光具有快速、准确、清洁环保，储量丰富等一系列优异的性能，它是最好 的远程控制方式，如果不需要任何其他传动措施能用光直接控制推进器，那将会非常的方 便，这也是人类多年的梦想。2003年，复旦大学俞燕蕾教授和东京工业大学池田富树教授 合作研制出了光致弯曲液晶高分子材料(Nature，2003年425期，第145页)，该材料在紫 外光的照射下在数秒内就能够产生三维的弯曲形变，在可见光或是热的作用下形变又能够 回复，整个过程重复进行，材料本身却不出现疲劳，这给光控水中推进器的制备带来了一 丝希望。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用光照射即可实现推进运动的水中推进器及该推进器 的推进方法，使该推进器可应用于空间狭小、无法供电、强磁场等苛刻水环境中，并克服 在某些水环境下无法应用机器实施工作的缺陷。

本发明提供的水中推进装置，至少包括可产生推进动力的推进单元100，躯干1和支 架11。所述支架11固定在躯干1得端部。该推进单元100与躯干1端部的支架11相连接。 推进动力由推进单元形变产生，产生形变的推进单元由光致形变材料制成。

其中，所述的推进单元100由动力发生装置10和推进片20两部分构成，其中动力发 生装置10由光致形变材料构成，其首尾两端分别与躯干1上的支架11和动力推进片20 相粘结。所述推进片20由可动片21和固定片22构成，其材料为金属或塑料硬质片。可 动片21和固定片22由高分子材料相连接，如乳胶、塑料薄膜等，使推进片20实现在水 中前进时的开合功能。

本发明提出了上述推进器的水中推进方法，是利用光照射推进器中的推进单元上的光 致形变材料使该推进单元发生形变从而控制推进器的动作。

其中，光照射光致形变材料构成的部分使该部分产生收缩，关闭光照使该部分恢复原 始状态。

本发明提供的光控水中推进器以及推进方法对于现在的技术具有如下的优点及效果：

(1)本发明中的水中推进器不再是传统的电驱动型，不再需要电机、减速器、齿轮、 传送带等一系列相关的结构，也无须考虑其防水密封特性，极大地简化了水中推进器的设 计，由于执行机构以及操作机构都相对简单，本发明提供的水中推进器尺寸明显减小；

(2)与现有的其他驱动方式相比较，光驱动快速、精确、环保、能耗小，并且具有 可远程操作等其他驱动方式所不具备的特点；

(3)水中推进器各部件的材料是以高分子材料为主，部件较少，原料价格低廉，易 于产业化。

(4)水中推进器各个部件之间的材料兼容性较好，因此可以根据不同的需要对推进 器进行改装，只要将执行不同动作的部位按照一定的顺序组装起来就可以实现所需要的功 能。

附图说明

图1是本发明实施例中一种水中推进器的结构示意图。

图2是本发明的一种推进片的结构示意图及工作原理图。其中，(a)为闭合状态，(b) 开启状态。

图中标号：1躯干，10动力发生装置，20推进片，21可动片，22固定片，100推进 单元，23高分子材料(如乳胶、塑料薄膜等)。

具体实施方式

现依据附图并结合下述具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例