The utility model discloses a pressure adaptive software intelligent driving device, which is composed of an intelligent soft material composite film A at the active end, an intelligent soft material composite film B at the active end, a seawater cavity A at the active end, a seawater cavity B at the active end, a silica gel support with a runner, a soft material film at the passive end and a seawater cavity at the passive end. The utility model originates from the pressure compensation mechanism, and utilizes the large deformation characteristics of the ultra-low modulus soft material, and takes the sea water as the pressure compensation medium to realize the software intelligent driving device without cavity. The utility model overcomes the shortcomings of existing deep-sea equipments and motors which usually need heavy pressure hulls, poor flexibility and high economic cost, and has the advantages of softness, self-adaptation, high reliability and low cost.
【技术实现步骤摘要】
压力自适应软体智能驱动装置
本技术涉及驱动器领域,尤其涉及一种压力自适应软体智能驱动装置。
技术介绍
传统的水下深海机器人结构通常由硬质的电机、活塞、关节、铰链等构件组装而成,动力足、功率大、性能成熟。但是同样存在很多缺点,例如笨重、安全系数低、环境适应性差、可靠性低、传动效率低下、噪声大等。在深海环境中,极端的水压与温度环境对水下机器人带来了巨大挑战,对传统硬质水密外壳系统、电动机以及传动机构带来了极大的负担。厚重的硬质耐压外壳极大增加了水下机器人的技术复杂度、结构尺寸与整体质量。软体机器人作为一类新型机器人,具有结构柔软度高、环境适应性好、隐蔽性强、功能多样等特点,有着十分广阔的研究和应用前景。然而目前还没有针对深海作业的全软体智能驱动器设计。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有深海装备、电机通常需要厚重的耐压壳,灵活性差,经济成本高等不足,提供一种可应用于深海极端压力环境下(例如,100MPa甚至200MPa的静水压力)的全软体智能驱动装置。主动端智能软材料复合薄膜在电压驱动下可以发生薄膜的膨胀和收缩,由此引起主动端复合薄膜所包裹的内部流体的流动与压力的降低和升高;流体压力变化引起被动端软材料薄膜以及该装置整体结构的驱动变形,从而实现电压加载对驱动变形的控制作用。由于该装置的构成部分:软体支架、被动端软材料薄膜和主动端智能软材料复合薄膜均可发生大变形,并且对静水压力不敏感,从而保证了该驱动装置可在深水下实现驱动,并且其驱动性能基本不受深水压力影响。本技术提供的技术方案是:一种压力自适应软体智能驱动装置,其特征在于,所述的智能驱动装置由主动端智能软材料 ...
【技术保护点】
1.一种压力自适应软体智能驱动装置,其特征在于,所述的智能驱动装置由主动端智能软材料复合薄膜A、主动端智能软材料复合薄膜B、主动端海水腔A、主动端海水腔B、带有流道的硅胶支架、被动端软材料薄膜以及被动端海水腔组成;所述主动端智能软材料复合薄膜A与主动端智能软材料复合薄膜B均为3层结构,均由两层经过预拉伸的介电高弹体薄膜与一层软体导电电极薄膜复合粘接而成,所述导电电极薄膜粘接于两层介电高弹体薄膜之间;所述主动端智能软材料复合薄膜A与主动端智能软材料复合薄膜B分别粘接于硅胶支架的上下表面,与支架一起构成主动端海水腔A与主动端海水腔B,所述主动端海水腔A与主动端海水腔B通过硅胶支架内部的流道与支架另一端的由被动端软材料薄膜构成的被动端海水腔相连;所述主动端智能软材料复合薄膜A与主动端智能软材料复合薄膜B中的导电电极薄膜作为高压端电极;所述驱动装置内的海水与驱动装置外的海水为两个低压端电极;在所述的主动端智能软材料复合薄膜A与主动端智能软材料复合薄膜B中,所述导电电极薄膜、两层介电高弹体薄膜与驱动装置内、外的海水均构成两个电容器,所述的两个电容器共享一个高压端。
【技术特征摘要】
1.一种压力自适应软体智能驱动装置,其特征在于,所述的智能驱动装置由主动端智能软材料复合薄膜A、主动端智能软材料复合薄膜B、主动端海水腔A、主动端海水腔B、带有流道的硅胶支架、被动端软材料薄膜以及被动端海水腔组成;所述主动端智能软材料复合薄膜A与主动端智能软材料复合薄膜B均为3层结构,均由两层经过预拉伸的介电高弹体薄膜与一层软体导电电极薄膜复合粘接而成,所述导电电极薄膜粘接于两层介电高弹体薄膜之间;所述主动端智能软材料复合薄膜A与主动端智能软材料复合薄膜B分别粘接于硅胶支架的上下表面,与支架一起构成主动端海水腔A与主动端海水腔B,所述主动端海水腔A与主动端海水腔B通过硅胶支架内部的流道与支架另一端的由被动端软材料薄膜构成的被动端海水腔相连;所述主动端智能软材料复合薄膜A与主动端智能软材料复合薄膜B中的导电电极薄膜作为高压端电极;所述驱动装置内的海水与驱动装置外的海水为两个低压端电极;在所述的主动端智能软材料复合薄膜A与主动端智能软材料复合薄膜B中,所述导电电极薄膜、两层介电高弹体薄膜与驱动装置内、外的海水均构成两个电容器,所述的两个电容器共享一个高压端。2.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述流道为“T”字形。3.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述驱动装置可承受100MPa的静水压力。4.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述驱动装置可承受200MPa的静水压力。5.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述主动端智能软材料复合薄膜A与主动端智能软材料复合薄膜B的形状均为椭球面,且相互对称,并满足公式:其中,x、y、z为复合薄膜上任意一点的笛卡尔空间坐标,R1为椭球面长轴半径,R2为椭球面短轴半径;其中,长轴半径等于硅胶支架半径,短轴半径小于长轴半径。6.根据权利要求1所述的驱动装置,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:李铁风,单晔杰,张明琦,李国瑞,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:新型
国别省市:浙江,33
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