基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器及其控制方法技術

本發明專利技術提供一種基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器及其控制方法。基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器，包括：記憶合金驅動模塊、雙向噴水推進模塊、水流單向分配模塊和控制器；記憶合金驅動模塊包括缸體、活塞和兩根形狀記憶合金彈簧；雙向噴水推進模塊包括兩個噴水管；水流單向分配模塊包括第一閥組和第二閥組，第一閥組包括單向閥一、單向閥二、二位三通閥一和二位三通閥二，第二閥組包括單向閥三、單向閥四、二位三通閥三和二位三通閥四；形狀記憶合金彈簧、二位三通閥一、二位三通閥二、二位三通閥三和二位三通閥四分別與控制器連接。實現減小基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器的噪音，并提高其工作效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及機械設備，尤其涉及一種基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器及其控制方法。
技術介紹
現今水面及水下運輸的推進方式主要為螺旋槳推進器，螺旋槳推進方式在運行過程中會出現空泡現象，產生了巨大的噪音，嚴重影響了水下運行的隱蔽性。為此，人們專利技術了噴水推進裝置，常見的噴水推進裝置是通過推進泵產生推力，利用泵噴出水流的反作用力推進航行器前行。但是，在實際使用過程中，水泵運行產生的噪音較大。如何設計一種噪音小且工作效率高的噴水推進器是本專利技術所要解決的技術問題。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是：提供一種基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器及其控制方法，實現減小基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器的噪音，并提高其工作效率。本專利技術提供的技術方案是，一種基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器，包括：記憶合金驅動模塊、雙向噴水推進模塊、水流單向分配模塊和控制器；所述記憶合金驅動模塊包括缸體、活塞和兩根形狀記憶合金彈簧，所述缸體形成有桿腔和無桿腔，所述活塞滑動設置在所述缸體中，所述活塞的活塞桿插在所述有桿腔中，所述活塞的兩端面分別設置有所述形狀記憶合金彈簧，所述形狀記憶合金彈簧設置在所述活塞和所述缸體對應的端部之間，所述有桿腔設置有第一進出水口，所述無桿腔設置有第二進出水口；所述雙向噴水推進模塊包括兩個噴水管；所述水流單向分配模塊包括第一閥組和第二閥組，所述第一閥組包括單向閥一、單向閥二、二位三通閥一和二位三通閥二，所述二位三通閥一的通口P通過所述單向閥一與所述第一進出水口連接，所述二位三通閥二的通口P通過所述單向閥二與所述第一進出水口連接；所述第二閥組包括單向閥三、單向閥四、二位三通閥三和二位三通閥四，所述二位三通閥三的通口P通過所述單向閥三與所述第二進出水口連接，所述二位三通閥四的通口P通過所述單向閥四與所述第二進出水口連接；所述單向閥一和所述單向閥二的液體流向相反，所述單向閥三和所述單向閥四的液體流向相反；所述二位三通閥一的通口A、所述二位三通閥二的通口B、所述二位三通閥三的通口A、所述二位三通閥四的通口B分別與其中一所述噴水管連接，所述二位三通閥一的通口B、所述二位三通閥二的通口A、所述二位三通閥三的通口B、所述二位三通閥四的通口A分別與另一所述噴水管連接；所述形狀記憶合金彈簧、所述二位三通閥一、所述二位三通閥二、所述二位三通閥三和所述二位三通閥四分別與所述控制器連接。進一步的，所述缸體中還設置有用于檢測所述活塞行程的位移傳感器。進一步的，所述位移傳感器為磁致伸縮直線位移傳感器，所述磁致伸縮直線位移傳感器的磁環設置在所述活塞上。進一步的，所述有桿腔和所述無桿腔中分別設置有電連接端子，所述活塞上設置有公用端子，所述形狀記憶合金彈簧電氣連接在對應的電連接端子和公用端子之間，所述電連接端子和所述公用端子分別與所述控制器連接。進一步的，所述形狀記憶合金彈簧、所述電連接端子和所述公用端子均設置有防水層。本專利技術還提供一種基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器的控制方法，所述基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器采用上述基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器；具體控制方法為：控制器控制兩根形狀記憶合金彈簧交替通斷電，在形狀記憶合金彈簧的作用下驅動活塞在缸體中往復移動，并通過控制水流單向分配模塊中多個二位三通閥通斷配合，使得兩個噴水管交替噴水。本專利技術還提供一種基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器及其控制方法，通過在活塞的兩端分別設置形狀記憶合金彈簧，控制器通過控制切換不同的形狀記憶合金彈簧通電，使得形狀記憶合金彈簧能夠進行收縮運動，從而帶動活塞在缸體中往復移動，而配合水流單向分配模塊中多個二位三通閥切換流路，實現連續性噴水，使活塞運動的每個行程都可對外做功，大大提高了工作效率，且記憶合金驅動模塊在運行過程中無噪音產生，真正實現了無噪音驅動。附圖說明圖1為本專利技術基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器的原理圖一；圖2為本專利技術基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器中記憶合金驅動模塊的結構示意圖；圖3為本專利技術基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器的原理圖二。具體實施方式如圖1-圖2所示，本實施例基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器，包括：記憶合金驅動模塊1、雙向噴水推進模塊2、水流單向分配模塊3和控制器（未圖示）；所述記憶合金驅動模塊1包括缸體11、活塞12和兩根形狀記憶合金彈簧13，所述缸體11形成有桿腔111和無桿腔112，所述活塞12滑動設置在所述缸體11中，所述活塞12的活塞桿插在所述有桿腔111中，所述活塞12的兩端面分別設置有所述形狀記憶合金彈簧13，所述形狀記憶合金彈簧13設置在所述活塞12和所述缸體11對應的端部之間，所述有桿腔111設置有第一進出水口113，所述無桿腔112設置有第二進出水口114；所述雙向噴水推進模塊2包括兩個背向設置噴水管21；所述水流單向分配模塊3包括第一閥組31和第二閥組32，所述第一閥組31包括單向閥一311、單向閥二312、二位三通閥一313和二位三通閥二314，所述二位三通閥一313的通口P通過所述單向閥一311與所述第一進出水口113連接，所述二位三通閥二314的通口P通過所述單向閥二312與所述第一進出水口113連接；所述第二閥組32包括單向閥三321、單向閥四322、二位三通閥三323和二位三通閥四324，所述二位三通閥三323的通口P通過所述單向閥三321與所述第二進出水口114連接，所述二位三通閥四324的通口P通過所述單向閥四322與所述第二進出水口114連接；所述單向閥一311和所述單向閥二312的液體流向相反，所述單向閥三321和所述單向閥四322的液體流向相反；所述二位三通閥一313的通口A、所述二位三通閥二314的通口B、所述二位三通閥三323的通口A、所述二位三通閥四324的通口B分別與其中一所述噴水管21連接，所述二位三通閥一313的通口B、所述二位三通閥二314的通口A、所述二位三通閥三323的通口B、所述二位三通閥四324的通口A分別與另一所述噴水管21連接；所述形狀記憶合金彈簧13、所述二位三通閥一313、所述二位三通閥二314、所述二位三通閥三323和所述二位三通閥四324分別與所述控制器連接。具體而言，本實施例基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器中的控制器控制缸體11中的兩根形狀記憶合金彈簧13交替通電，在形狀記憶合金彈簧13形變作用下將驅動活塞12在缸體1中往復移動，實現有桿腔111和無桿腔112交替吸排水，并在水流單向分配模塊3的流路控制下，實現噴水管21連續噴水提供推進力。其中，缸體11中還設置有用于檢測所述活塞12行程的位移傳感器14，所述位移傳感器14為磁致伸縮直線位移傳感器，所述磁致伸縮直線位移傳感器的磁環141設置在所述活塞12上。另外，為了便于供電，有桿腔111和所述無桿腔112中分別設置有電連接端子15，所述活塞12上設置有公用端子16，所述形狀記憶合金彈簧13電氣連接在對應的電連接端子15和公用端子16之間，所述電連接端子15和所述公用端子16分別與所述控制器連接，而為了提高使用可靠性，所述形狀記憶合金彈簧13、所述電連接端子15和所述公用端子16均設置有防水層，優選的，為了保證形狀記憶合金彈簧13能夠有效的發生變形，形狀記憶合金彈簧13可以套有柔性絕緣管。缸體11上的磁致伸縮本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器，其特征在于，包括：記憶合金驅動模塊、雙向噴水推進模塊、水流單向分配模塊和控制器；所述記憶合金驅動模塊包括缸體、活塞和兩根形狀記憶合金彈簧，所述缸體形成有桿腔和無桿腔，所述活塞滑動設置在所述缸體中，所述活塞的活塞桿插在所述有桿腔中，所述活塞的兩端面分別設置有所述形狀記憶合金彈簧，所述形狀記憶合金彈簧設置在所述活塞和所述缸體對應的端部之間，所述有桿腔設置有第一進出水口，所述無桿腔設置有第二進出水口；所述雙向噴水推進模塊包括兩個噴水管；所述水流單向分配模塊包括第一閥組和第二閥組，所述第一閥組包括單向閥一、單向閥二、二位三通閥一和二位三通閥二，所述二位三通閥一的通口P通過所述單向閥一與所述第一進出水口連接，所述二位三通閥二的通口P通過所述單向閥二與所述第一進出水口連接；所述第二閥組包括單向閥三、單向閥四、二位三通閥三和二位三通閥四，所述二位三通閥三的通口P通過所述單向閥三與所述第二進出水口連接，所述二位三通閥四的通口P通過所述單向閥四與所述第二進出水口連接；所述單向閥一和所述單向閥二的液體流向相反，所述單向閥三和所述單向閥四的液體流向相反；所述二位三通閥一的通口A、所述二位三通閥二的通口B、所述二位三通閥三的通口A、所述二位三通閥四的通口B分別與其中一所述噴水管連接，所述二位三通閥一的通口B、所述二位三通閥二的通口A、所述二位三通閥三的通口B、所述二位三通閥四的通口A分別與另一所述噴水管連接；所述形狀記憶合金彈簧、所述二位三通閥一、所述二位三通閥二、所述二位三通閥三和所述二位三通閥四分別與所述控制器連接。...

【技術特征摘要】
1.一種基于形狀記憶合金的雙向噴水推進器，其特征在于，包括：記憶合金驅動模塊、雙向噴水推進模塊、水流單向分配模塊和控制器；所述記憶合金驅動模塊包括缸體、活塞和兩根形狀記憶合金彈簧，所述缸體形成有桿腔和無桿腔，所述活塞滑動設置在所述缸體中，所述活塞的活塞桿插在所述有桿腔中，所述活塞的兩端面分別設置有所述形狀記憶合金彈簧，所述形狀記憶合金彈簧設置在所述活塞和所述缸體對應的端部之間，所述有桿腔設置有第一進出水口，所述無桿腔設置有第二進出水口；所述雙向噴水推進模塊包括兩個噴水管；所述水流單向分配模塊包括第一閥組和第二閥組，所述第一閥組包括單向閥一、單向閥二、二位三通閥一和二位三通閥二，所述二位三通閥一的通口P通過所述單向閥一與所述第一進出水口連接，所述二位三通閥二的通口P通過所述單向閥二與所述第一進出水口連接；所述第二閥組包括單向閥三、單向閥四、二位三通閥三和二位三通閥四，所述二位三通閥三的通口P通過所述單向閥三與所述第二進出水口連接，所述二位三通閥四的通口P通過所述單向閥四與所述第二進出水口連接；所述單向閥一和所述單向閥二的液體流向相反，所述單向閥三和所述單向閥四的液體流向相反；所述二位三通閥一的通口A、所述二位三通閥二的通口B、所述二位三通閥三的通口A、所述二位三通閥四的通口B分別與其中一所述噴水管連接，所述二位三通閥一的通口B、所述二位三通閥二的通口A、所述二位三通閥三的通...

【專利技術屬性】
技術研發人員：譚俊哲，閆家政，王樹杰，袁鵬，王鵬，李仁軍，
申請(專利權)人：中國海洋大學，
類型：發明
國別省市：山東;37