一种仿生脉冲式射流推进装置，其特征在于：包括柔性本体以及设置在柔性本体内的电流驱动控制组件，柔性本体的内部具有第一空腔，第一空腔内间隔设置多层隔层，各层隔层上均嵌设多个第一电磁线圈和多个透水孔道，各第一电磁线圈均与电流驱动控制组件电连接，用于为各第一电磁线圈提供不同极性和大小的电流，以使通电时相邻隔层上的第一电磁线圈相互吸合而带动柔性本体变形并挤压第一空腔，柔性本体上还设有与其内部第一空腔相连通的进水组件和出水组件，出水组件设置一个或多个，进水组件为单向或可开合结构，出水组件为可开合结构。该仿生脉冲式射流推进装置推进效率高、结构简化、易于实现小型化。易于实现小型化。易于实现小型化。
【技术实现步骤摘要】
一种仿生脉冲式射流推进装置
[0001]本专利技术涉及推进装置
，具体涉及一种仿生脉冲式射流推进装置。
技术介绍
[0002]传统的推进装置一般采用螺旋桨推进，但螺旋桨推进装置具有以下缺点：1、推进效率低，在产生推力的同时，还产生了无用的扭矩；2、易产生空泡，损害螺旋桨叶片；3、噪声大；4、回转部件会对液体环境造成影响。
[0003]基于传统螺旋桨推进装置存在的上述缺陷，目前出现了泵喷射流推进装置。泵喷射流推进装置一般由进水口、喷口、泵、传动机构等组成，通过进水口进水，进入的水经泵加压后，从喷口喷射出去。现有的泵喷射流推进装置虽然可以弥补螺旋桨推进装置噪声大、效率低的缺陷，但是传动机构复杂，体积庞大，难以实现小型化。
[0004]针对上述问题，我们发现水中的生物却有着非凡的运动能力，不仅可以在稳定游速下保持低能耗、高效率，而且可以在爆发游速下实现高机动性。例如体形小巧的乌贼，它是通过改变身体内腔体的容积来完成喷水和吸水动作，周而复始，实现脉冲式射流推进。脉冲射流由于尾迹中涡环的作用，相对于连续射流，可获得更大的推力，推进效率更高。假如能将乌贼的仿生结构应用到射流推进装置中，也能取消泵喷射流推进装置所需的复杂的传动结构，更有利于射流推进装置结构的简化和小型化。
技术实现思路
[0005]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种推进效率高、结构简化、易于实现小型化的仿生脉冲式射流推进装置。
[0006]本专利技术的技术解决方案是：一种仿生脉冲式射流推进装置，其特征在于：包括柔性本体以及设置在柔性本体内的电流驱动控制组件，所述柔性本体的内部具有第一空腔，所述第一空腔内间隔设置多层隔层，各层隔层上均嵌设多个第一电磁线圈和多个透水孔道，各第一电磁线圈均与电流驱动控制组件电连接，用于为各第一电磁线圈提供不同极性和大小的电流，以使通电时相邻隔层上的第一电磁线圈相互吸合而带动柔性本体变形并挤压第一空腔，所述柔性本体上还设有与其内部第一空腔相连通的进水组件和出水组件，所述出水组件设置一个或多个，所述进水组件为单向或可开合结构，所述出水组件为可开合结构。
[0007]本专利技术仿生脉冲式射流推进装置的工作原理如下：
[0008]关闭出水组件，利用进水组件向柔性本体内部的第一空腔输送水，进入的水可以通过隔层上的透水孔道在第一空腔各层之间流通；当第一空腔内充满水时，使第一电磁线圈通电产生磁场，利用电流驱动控制组件控制各第一电磁线圈的电流极性和大小，以使相邻隔层上的第一电磁线圈相互吸合而带动柔性本体变形并挤压第一空腔，同时根据推进方向，打开相应方向上的出水组件，将腔室内的高压水喷射出去，当柔性本体的第一空腔内需要重新补充水时，控制第一电磁线圈电流反向，即可使柔性本体和第一空腔恢复原状，然后再重复上述步骤，即可实现脉冲喷射，从而将柔性本体向期望的水下目的地不断推进。
[0009]采用上述结构后，本专利技术具有以下优点：
[0010]本专利技术仿生脉冲式射流推进装置利用柔性本体模拟乌贼的身体，利用第一空腔模拟乌贼体内的腔体，利用第一空腔内设置的多层第一电磁线圈，并通过控制第一电磁线圈的电流和方向，使第一空腔压缩或舒张，来模拟乌贼腔体的容积变化，再结合进水组件和出水组件，即可模拟乌贼在腔体容积变化的情况下分别进行吸水和喷水的动作，从而实现脉冲喷射；该装置只需在第一空腔内设置隔层并在隔层上布设第一电磁线圈即可实现，而第一电磁线圈的数量可以根据推进装置的大小进行自由选择，相比泵喷射流推进装置，省掉了泵及结构复杂的传动结构，结构简化，更有利于实现小型化；而且本装置产生的脉冲射流，相比泵喷射流推进装置的连续射流，推进效率更高。
[0011]作为优选，所述出水组件设置多个，且位于柔性本体的不同方位上。不同方向上的出水组件可对推进方向进行控制，从而实现推力矢量控制，可使推进装置的运动更加灵活。
[0012]作为优选，所述隔层由上而下依次设置，各层隔层上的第一电磁线圈上下位置对应。上下方向压缩，变形更稳定可靠，且各层隔层上的第一电磁线圈上下位置对应，可使层间电磁力更大。
[0013]作为优选，所述隔层包括设置在柔性本体中间位置的一个第一隔层、以及设置在第一隔层两侧的一个或多个第二隔层，所述电流驱动控制组件为各层隔层上的第一电磁线圈提供的电流，是从第一隔层向两侧的第二隔层对称地逐渐递减。设置第一隔层上的第一电磁线圈的电流最大，而各第二隔层上的第一电磁线圈的电流向两侧方向对称地逐渐递减，可以使第一隔层的位置基本不动，而上下两侧的第二隔层均向中间吸合靠近，这样可使柔性本体的瞬时航向保持不变，且变形压缩效果更好。
[0014]作为优选，所述第一隔层采用硬性材料。设置第一隔层的硬度较大，可使柔性本体的中间位置不易变形，保证柔性本体压缩过程中的稳定性及沿中轴保持对称性。
[0015]作为优选，所述第一隔层的厚度大于第二隔层的厚度。该设置可使第一隔层更不易变形且位置稳定性更好。
[0016]作为优选，还包括与电流驱动控制组件电连接的电池组件，所述第一隔层的中间位置设置前后贯通的第二空腔，所述电流驱动控制组件和电池组件安装在第二空腔的中间位置处，所述第一隔层的上侧壁和下侧壁上均嵌设多个第一电磁线圈和多个透水孔道，所述第一隔层上侧壁上的透水孔道与下侧壁上的透水孔道位置对应且通过管道连通，所述电流驱动控制组件为第一隔层上侧壁上的第一电磁线圈和下侧壁上的第一电磁线圈均对称地提供最大的电流。在第一隔层的中间设置第二空腔，方便安装电流驱动控制组件和电池组件，且两个电子部件安装在第二空腔内不会进水，使用更安全，另外两个电子部件安装在第一隔层的中间位置，整体结构也更稳定；同时，在第一隔层的中间设置第二空腔，所采用的材料及所形成的第二空腔实现在整个柔性本体充满水时，整个柔性本体的平均密度和水的密度一致，从而可使柔性本体能在水中平稳运行。
[0017]作为优选，所述第一电磁线圈的中心设置第一铁芯。该设置可使第一电磁线圈的电磁力更强。
[0018]作为优选，所述柔性本体上还嵌设有多个第二电磁线圈，各第二电磁线圈也与电流驱动控制组件电连接，用于为各第二电磁线圈提供不同极性和大小的电流，以使通电时与相应隔层上的第一电磁线圈相互吸合，各第二电磁线圈与相应隔层上的第一电磁线圈位
置对应。该设置可使柔性本体也可被隔层上的第一电磁线圈吸合，压缩效果更好。
[0019]作为优选，所述第二电磁线圈的中心设置第二铁芯。该设置可使第二电磁线圈的电磁力更强。
[0020]作为优选，所述进水组件包括进水口和特斯拉阀，所述进水口设置在柔性本体的中轴之下，所述特斯拉阀的进水端与进水口相连通，出水端与柔性本体的第一空腔相连通。特斯拉阀内部无需设置开关，即可控制流体单向流动，不仅节能省电、而且操作方便。
[0021]作为优选，所述出水组件包括出水口以及设置在出水口两侧的两个第三电磁线圈，所述第三电磁线圈也与电流驱动控制组件电连接，用于通电时控制两个第三电磁线圈吸合而关闭出水口，而断电或电流反向时控制两个第三电磁线圈本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种仿生脉冲式射流推进装置，其特征在于：包括柔性本体(1)以及设置在柔性本体(1)内的电流驱动控制组件(2)，所述柔性本体(1)的内部具有第一空腔(3)，所述第一空腔(3)内间隔设置多层隔层(4)，各层隔层(4)上均嵌设多个第一电磁线圈(5)和多个透水孔道(6)，各第一电磁线圈(5)均与电流驱动控制组件(2)电连接，用于为各第一电磁线圈(5)提供不同极性和大小的电流，以使通电时相邻隔层(4)上的第一电磁线圈(5)相互吸合而带动柔性本体(1)变形并挤压第一空腔(3)，所述柔性本体(1)上还设有与其内部第一空腔(3)相连通的进水组件(7)和出水组件(9)，所述出水组件(9)设置一个或多个，所述进水组件(7)为单向或可开合结构，所述出水组件(9)为可开合结构。2.根据权利要求1所述的一种仿生脉冲式射流推进装置，其特征在于：所述出水组件(9)设置多个，且位于柔性本体(1)的不同方位上。3.根据权利要求1所述的一种仿生脉冲式射流推进装置，其特征在于：所述隔层(4)由上而下依次设置，各层隔层(4)上的第一电磁线圈(5)上下位置对应。4.根据权利要求3所述的一种仿生脉冲式射流推进装置，其特征在于：所述隔层(4)包括设置在柔性本体(1)中间位置的一个第一隔层(18)、以及设置在第一隔层(18)两侧的一个或多个第二隔层(19)，所述电流驱动控制组件(2)为各层隔层(4)上的第一电磁线圈(5)提供的电流，是从第一隔层(18)向两侧的第二隔层(19)对称地逐渐递减。5.根据权利要求4所述的一种仿生脉冲式射流推进装置，其特征在于：所述第一隔层(18)为硬性材料制成。6.根据权利要求5所述的一种仿生脉冲式射流推进装置，其特征在于：还包括与电流驱动控制组件(2)电连接的电池组件(20)，所述第一隔层(18)的中间位置设置前后贯通的第二空腔(21)，所述电流驱动...
【专利技术属性】
技术研发人员：李昌刚，张伟，
申请(专利权)人：浙江万里学院，
类型：发明
国别省市：
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