基于形状记忆合金的双向喷水推进器及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种基于形状记忆合金的双向喷水推进器及其控制方法。基于形状记忆合金的双向喷水推进器，包括：记忆合金驱动模块、双向喷水推进模块、水流单向分配模块和控制器；记忆合金驱动模块包括缸体、活塞和两根形状记忆合金弹簧；双向喷水推进模块包括两个喷水管；水流单向分配模块包括第一阀组和第二阀组，第一阀组包括单向阀一、单向阀二、二位三通阀一和二位三通阀二，第二阀组包括单向阀三、单向阀四、二位三通阀三和二位三通阀四；形状记忆合金弹簧、二位三通阀一、二位三通阀二、二位三通阀三和二位三通阀四分别与控制器连接。实现减小基于形状记忆合金的双向喷水推进器的噪音，并提高其工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械设备，尤其涉及一种基于形状记忆合金的双向喷水推进器及其控制方法。
技术介绍
现今水面及水下运输的推进方式主要为螺旋桨推进器，螺旋桨推进方式在运行过程中会出现空泡现象，产生了巨大的噪音，严重影响了水下运行的隐蔽性。为此，人们专利技术了喷水推进装置，常见的喷水推进装置是通过推进泵产生推力，利用泵喷出水流的反作用力推进航行器前行。但是，在实际使用过程中，水泵运行产生的噪音较大。如何设计一种噪音小且工作效率高的喷水推进器是本专利技术所要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种基于形状记忆合金的双向喷水推进器及其控制方法，实现减小基于形状记忆合金的双向喷水推进器的噪音，并提高其工作效率。本专利技术提供的技术方案是，一种基于形状记忆合金的双向喷水推进器，包括：记忆合金驱动模块、双向喷水推进模块、水流单向分配模块和控制器；所述记忆合金驱动模块包括缸体、活塞和两根形状记忆合金弹簧，所述缸体形成有杆腔和无杆腔，所述活塞滑动设置在所述缸体中，所述活塞的活塞杆插在所述有杆腔中，所述活塞的两端面分别设置有所述形状记忆合金弹簧，所述形状记忆合金弹簧设置在所述活塞和所述缸体对应的端部之间，所述有杆腔设置有第一进出水口，所述无杆腔设置有第二进出水口；所述双向喷水推进模块包括两个喷水管；所述水流单向分配模块包括第一阀组和第二阀组，所述第一阀组包括单向阀一、单向阀二、二位三通阀一和二位三通阀二，所述二位三通阀一的通口P通过所述单向阀一与所述第一进出水口连接，所述二位三通阀二的通口P通过所述单向阀二与所述第一进出水口连接；所述第二阀组包括单向阀三、单向阀四、二位三通阀三和二位三通阀四，所述二位三通阀三的通口P通过所述单向阀三与所述第二进出水口连接，所述二位三通阀四的通口P通过所述单向阀四与所述第二进出水口连接；所述单向阀一和所述单向阀二的液体流向相反，所述单向阀三和所述单向阀四的液体流向相反；所述二位三通阀一的通口A、所述二位三通阀二的通口B、所述二位三通阀三的通口A、所述二位三通阀四的通口B分别与其中一所述喷水管连接，所述二位三通阀一的通口B、所述二位三通阀二的通口A、所述二位三通阀三的通口B、所述二位三通阀四的通口A分别与另一所述喷水管连接；所述形状记忆合金弹簧、所述二位三通阀一、所述二位三通阀二、所述二位三通阀三和所述二位三通阀四分别与所述控制器连接。进一步的，所述缸体中还设置有用于检测所述活塞行程的位移传感器。进一步的，所述位移传感器为磁致伸缩直线位移传感器，所述磁致伸缩直线位移传感器的磁环设置在所述活塞上。进一步的，所述有杆腔和所述无杆腔中分别设置有电连接端子，所述活塞上设置有公用端子，所述形状记忆合金弹簧电气连接在对应的电连接端子和公用端子之间，所述电连接端子和所述公用端子分别与所述控制器连接。进一步的，所述形状记忆合金弹簧、所述电连接端子和所述公用端子均设置有防水层。本专利技术还提供一种基于形状记忆合金的双向喷水推进器的控制方法，所述基于形状记忆合金的双向喷水推进器采用上述基于形状记忆合金的双向喷水推进器；具体控制方法为：控制器控制两根形状记忆合金弹簧交替通断电，在形状记忆合金弹簧的作用下驱动活塞在缸体中往复移动，并通过控制水流单向分配模块中多个二位三通阀通断配合，使得两个喷水管交替喷水。本专利技术还提供一种基于形状记忆合金的双向喷水推进器及其控制方法，通过在活塞的两端分别设置形状记忆合金弹簧，控制器通过控制切换不同的形状记忆合金弹簧通电，使得形状记忆合金弹簧能够进行收缩运动，从而带动活塞在缸体中往复移动，而配合水流单向分配模块中多个二位三通阀切换流路，实现连续性喷水，使活塞运动的每个行程都可对外做功，大大提高了工作效率，且记忆合金驱动模块在运行过程中无噪音产生，真正实现了无噪音驱动。附图说明图1为本专利技术基于形状记忆合金的双向喷水推进器的原理图一；图2为本专利技术基于形状记忆合金的双向喷水推进器中记忆合金驱动模块的结构示意图；图3为本专利技术基于形状记忆合金的双向喷水推进器的原理图二。具体实施方式如图1-图2所示，本实施例基于形状记忆合金的双向喷水推进器，包括：记忆合金驱动模块1、双向喷水推进模块2、水流单向分配模块3和控制器（未图示）；所述记忆合金驱动模块1包括缸体11、活塞12和两根形状记忆合金弹簧13，所述缸体11形成有杆腔111和无杆腔112，所述活塞12滑动设置在所述缸体11中，所述活塞12的活塞杆插在所述有杆腔111中，所述活塞12的两端面分别设置有所述形状记忆合金弹簧13，所述形状记忆合金弹簧13设置在所述活塞12和所述缸体11对应的端部之间，所述有杆腔111设置有第一进出水口113，所述无杆腔112设置有第二进出水口114；所述双向喷水推进模块2包括两个背向设置喷水管21；所述水流单向分配模块3包括第一阀组31和第二阀组32，所述第一阀组31包括单向阀一311、单向阀二312、二位三通阀一313和二位三通阀二314，所述二位三通阀一313的通口P通过所述单向阀一311与所述第一进出水口113连接，所述二位三通阀二314的通口P通过所述单向阀二312与所述第一进出水口113连接；所述第二阀组32包括单向阀三321、单向阀四322、二位三通阀三323和二位三通阀四324，所述二位三通阀三323的通口P通过所述单向阀三321与所述第二进出水口114连接，所述二位三通阀四324的通口P通过所述单向阀四322与所述第二进出水口114连接；所述单向阀一311和所述单向阀二312的液体流向相反，所述单向阀三321和所述单向阀四322的液体流向相反；所述二位三通阀一313的通口A、所述二位三通阀二314的通口B、所述二位三通阀三323的通口A、所述二位三通阀四324的通口B分别与其中一所述喷水管21连接，所述二位三通阀一313的通口B、所述二位三通阀二314的通口A、所述二位三通阀三323的通口B、所述二位三通阀四324的通口A分别与另一所述喷水管21连接；所述形状记忆合金弹簧13、所述二位三通阀一313、所述二位三通阀二314、所述二位三通阀三323和所述二位三通阀四324分别与所述控制器连接。具体而言，本实施例基于形状记忆合金的双向喷水推进器中的控制器控制缸体11中的两根形状记忆合金弹簧13交替通电，在形状记忆合金弹簧13形变作用下将驱动活塞12在缸体1中往复移动，实现有杆腔111和无杆腔112交替吸排水，并在水流单向分配模块3的流路控制下，实现喷水管21连续喷水提供推进力。其中，缸体11中还设置有用于检测所述活塞12行程的位移传感器14，所述位移传感器14为磁致伸缩直线位移传感器，所述磁致伸缩直线位移传感器的磁环141设置在所述活塞12上。另外，为了便于供电，有杆腔111和所述无杆腔112中分别设置有电连接端子15，所述活塞12上设置有公用端子16，所述形状记忆合金弹簧13电气连接在对应的电连接端子15和公用端子16之间，所述电连接端子15和所述公用端子16分别与所述控制器连接，而为了提高使用可靠性，所述形状记忆合金弹簧13、所述电连接端子15和所述公用端子16均设置有防水层，优选的，为了保证形状记忆合金弹簧13能够有效的发生变形，形状记忆合金弹簧13可以套有柔性绝缘管。缸体11上的磁致伸缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于形状记忆合金的双向喷水推进器，其特征在于，包括：记忆合金驱动模块、双向喷水推进模块、水流单向分配模块和控制器；所述记忆合金驱动模块包括缸体、活塞和两根形状记忆合金弹簧，所述缸体形成有杆腔和无杆腔，所述活塞滑动设置在所述缸体中，所述活塞的活塞杆插在所述有杆腔中，所述活塞的两端面分别设置有所述形状记忆合金弹簧，所述形状记忆合金弹簧设置在所述活塞和所述缸体对应的端部之间，所述有杆腔设置有第一进出水口，所述无杆腔设置有第二进出水口；所述双向喷水推进模块包括两个喷水管；所述水流单向分配模块包括第一阀组和第二阀组，所述第一阀组包括单向阀一、单向阀二、二位三通阀一和二位三通阀二，所述二位三通阀一的通口P通过所述单向阀一与所述第一进出水口连接，所述二位三通阀二的通口P通过所述单向阀二与所述第一进出水口连接；所述第二阀组包括单向阀三、单向阀四、二位三通阀三和二位三通阀四，所述二位三通阀三的通口P通过所述单向阀三与所述第二进出水口连接，所述二位三通阀四的通口P通过所述单向阀四与所述第二进出水口连接；所述单向阀一和所述单向阀二的液体流向相反，所述单向阀三和所述单向阀四的液体流向相反；所述二位三通阀一的通口A、所述二位三通阀二的通口B、所述二位三通阀三的通口A、所述二位三通阀四的通口B分别与其中一所述喷水管连接，所述二位三通阀一的通口B、所述二位三通阀二的通口A、所述二位三通阀三的通口B、所述二位三通阀四的通口A分别与另一所述喷水管连接；所述形状记忆合金弹簧、所述二位三通阀一、所述二位三通阀二、所述二位三通阀三和所述二位三通阀四分别与所述控制器连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于形状记忆合金的双向喷水推进器，其特征在于，包括：记忆合金驱动模块、双向喷水推进模块、水流单向分配模块和控制器；所述记忆合金驱动模块包括缸体、活塞和两根形状记忆合金弹簧，所述缸体形成有杆腔和无杆腔，所述活塞滑动设置在所述缸体中，所述活塞的活塞杆插在所述有杆腔中，所述活塞的两端面分别设置有所述形状记忆合金弹簧，所述形状记忆合金弹簧设置在所述活塞和所述缸体对应的端部之间，所述有杆腔设置有第一进出水口，所述无杆腔设置有第二进出水口；所述双向喷水推进模块包括两个喷水管；所述水流单向分配模块包括第一阀组和第二阀组，所述第一阀组包括单向阀一、单向阀二、二位三通阀一和二位三通阀二，所述二位三通阀一的通口P通过所述单向阀一与所述第一进出水口连接，所述二位三通阀二的通口P通过所述单向阀二与所述第一进出水口连接；所述第二阀组包括单向阀三、单向阀四、二位三通阀三和二位三通阀四，所述二位三通阀三的通口P通过所述单向阀三与所述第二进出水口连接，所述二位三通阀四的通口P通过所述单向阀四与所述第二进出水口连接；所述单向阀一和所述单向阀二的液体流向相反，所述单向阀三和所述单向阀四的液体流向相反；所述二位三通阀一的通口A、所述二位三通阀二的通口B、所述二位三通阀三的通口A、所述二位三通阀四的通口B分别与其中一所述喷水管连接，所述二位三通阀一的通口B、所述二位三通阀二的通口A、所述二位三通阀三的通...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭俊哲，闫家政，王树杰，袁鹏，王鹏，李仁军，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37