The present invention relates to the technical field of bionic engineering, in particular to a bionic dolphin skin electroactive polymers based on artificial muscle, which comprises a supporting seat, hardening conductive layer, flexible resin layer, flexible conductive layer, smooth rubber layer and artificial muscle stretching unit, which artificial muscle telescopic unit includes a number of electroactive polymer artificial muscle bundle and pull head. Compared with the prior art, the invention of electroactive polymer artificial muscles to imitate the elastic skin structure in the mastoid dolphins using its power, contraction show and biological muscle is very similar to the function to simulate the skin mastoid biological function, the elastic mechanism is more sensitive and controllable in structure and function for the bionic Bionic Engineering Technology especially provides a useful example of the development of bionic skin drag manufacturing technology.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种仿生海豚皮,更特别地说,是指一种基于电活性聚合物人工肌肉的仿生海豚皮,属于工程仿生
技术介绍
有效降低航行器的表面阻力以提高速度、机动性、续航力以及燃料利用效率,对于国民经济和国防安全具有重要意义。海豚、鲨鱼、金枪鱼等高游速水下生物无疑为人类提供了极为宝贵的工程仿生范本,有针对性地研发低阻、高效的仿生减阻表皮成为当前的研究热点和难点。海豚是海洋中的游泳冠军,时速可达70~100千米。早在1936年,英国科学家Gray就发现海豚的游速已远远超出其肌肉力量的限度,进而提出著名的“格雷悖论”。研究发现,海豚之所以游得快,除了具有流线型身体外,更重要的是它特殊的弹性皮肤结构能产生类似消振器一样的“自适应表面”。海豚的皮肤分为三层,最外面的表皮层是薄而光滑的角质膜,中间是真皮层,分布着许多富有弹性的管状乳突,乳突里充满海绵状物质,乳突间是血液或体液,最里层是稠密的胶原纤维和弹性纤维,其间充满了脂肪。当海豚快速游动时,随着水阻力的增加,真皮层的微小乳突能承受很大的压力,且其形状和弹性可使海豚皮肤由光滑态逐渐起伏为一定的非光滑态,可以改变层流附面层的边界条件,使边界柔顺化,减小边界面的流速梯度和剪切力,防止或减缓湍流的产生,从而降低游动阻力。科学家目前仿制出的“人造海豚皮”由三层橡胶组成,总厚度2.5mm,其中模仿海豚表皮层的平滑外层厚0.5mm,中层有橡胶乳头以模仿海豚的真皮层,其间充满了粘滞性液态硅树脂,下层是厚0.5mm与船体接触的支持板。减阻试验结果表明,它可以使鱼雷和潜艇在海水中的运动阻力减少50% ...
【技术保护点】
基于电活性聚合物人工肌肉的仿生海豚皮,其特征在于,包括支撑座(1)、硬化导电层(2)、柔性树脂层(3)、柔性导电层(4)、光滑橡胶层(5)、人工肌肉伸缩单元(6),所述支撑座(1)用于支撑并将仿生海豚皮安装固定于载体外壳壁面,所述硬化导电层(2)的下表面与支撑座(1)上表面相固定,其上表面与柔性树脂层(3)的下表面相胶合,所述柔性树脂层(3)上开有若干阵列化排布的通孔型伸缩室(9),所述柔性导电层(4)的下表面与柔性树脂层(3)的上表面相胶合,其上表面与光滑橡胶层(5)的下表面相胶合,若干数量的人工肌肉伸缩单元(6)对应穿过柔性树脂层(3)上的伸缩室(9)呈阵列化竖直排布于硬化导电层(2)和柔性导电层(4)之间,所述人工肌肉伸缩单元(6)包括一定数量的电活性聚合物人工肌肉束(8)和牵拉头(7),电活性聚合物人工肌肉束(8)的一端连接硬化导电层(2),另一端连接柔性导电层(4)和牵拉头(7),牵拉头(7)的底面与柔性导电层(4)的上表面相胶合,牵拉头(7)的其余面与光滑橡胶层(5)下表面所开设的若干牵拉孔(10)相对应固定连接。
【技术特征摘要】
1.基于电活性聚合物人工肌肉的仿生海豚皮,其特征在于,包括支撑座(1)、硬化导电层(2)、柔性树脂层(3)、柔性导电层(4)、光滑橡胶层(5)、人工肌肉伸缩单元(6),所述支撑座(1)用于支撑并将仿生海豚皮安装固定于载体外壳壁面,所述硬化导电层(2)的下表面与支撑座(1)上表面相固定,其上表面与柔性树脂层(3)的下表面相胶合,所述柔性树脂层(3)上开有若干阵列化排布的通孔型伸缩室(9),所述柔性导电层(4)的下表面与柔性树脂层(3)的上表面相胶合,其上表面与光滑橡胶层(5)的下表面相胶合,若干数量的人工肌肉伸缩单元(6)对应穿过柔性树脂层(3)上的伸缩室(9)呈阵列化竖直排布于硬化导电层(2)和柔性导电层(4)之间,所述人工肌肉伸缩单元(6)包括一定数量的电活性聚合物人工肌肉束(8)和牵拉头(7),电活性聚合物人工肌肉束(8)的一端连接硬化导电层(2),另一端连接柔性导电层(4)和牵拉头(7),牵拉头(7)的底面与柔性导电层(4)的上表面...
【专利技术属性】
技术研发人员:韩鑫,靳印凯,陈亮亮,邱先慧,
申请(专利权)人:山东理工大学,
类型:发明
国别省市:山东;37
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