利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及工程仿生【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮，包括支撐座、硬化導(dǎo)電層I、人工肌肉伸縮單元、硬化導(dǎo)電層II、仿鯊魚鱗片表皮層，還包括一減阻劑橫向推注裝置，其中人工肌肉伸縮單元包括具有一定支撐強(qiáng)度的形狀記憶合金人工肌肉簧、牽拉頭、兩段式電加熱棒和連接導(dǎo)線。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用的形狀記憶合金人工肌肉設(shè)計(jì)，利用其獨(dú)特的材質(zhì)特性即受自身轉(zhuǎn)變溫度驅(qū)使所呈現(xiàn)出的雙程記憶效應(yīng)來模擬鯊魚皮的微量泌液機(jī)制，其推注微量減阻劑的工作模式及控制方法較現(xiàn)有手段更為靈敏、可控、可靠，使用壽命得到有效保證，在結(jié)構(gòu)和功能仿生方面為工程仿生技術(shù)特別是仿生減阻表皮制造技術(shù)的發(fā)展提供了有益范例。
【專利說明】 利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種仿生鯊魚皮，更特別地說，是指一種利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮，屬于工程仿生【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]有效降低航行器的表面阻力以提高速度、機(jī)動(dòng)性、續(xù)航力以及燃料利用效率，對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)和國防安全具有重要意義。鯊魚、海豚、金槍魚等高游速水下生物無疑為人類提供了極為寶貴的工程仿生范本，有針對(duì)性地研發(fā)高效、低阻仿生減阻表皮成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
[0003]鯊魚的高游速除了與其完美的流線型形體有關(guān)外，還與其表皮特殊的微鱗片結(jié)構(gòu)及其鱗下分泌的粘液關(guān)系密切，二者的協(xié)同耦合減阻機(jī)能被學(xué)術(shù)界稱作“鯊魚皮效應(yīng)”(Shark Skin Effect)。當(dāng)前有關(guān)仿S魚復(fù)合減阻結(jié)構(gòu)的研究多見報(bào)道，比如專利號(hào)為ZL201110261668.8的中國專利公開了一種即時(shí)緩釋減阻劑的高逼真仿鯊魚減阻結(jié)構(gòu)及其制作方法，通過在仿鯊魚溝槽微形貌上制作微孔陣列，借助電液控制系統(tǒng)控制減阻劑由泵源經(jīng)由該微孔陣列向仿鯊魚微鱗片表面緩釋減阻劑以達(dá)到仿鯊魚復(fù)合減阻的效果；再比如專利號(hào)為 ZL201110261667.3、ZL201110261739.4、ZL201110261678.1 的中國專利公開了一系列以硅藻土中的硅藻殼體為緩釋媒介，向同時(shí)以硅藻土為構(gòu)形介質(zhì)制作出的高逼真仿鯊魚微鱗片表面緩釋減阻劑的方法。但上述結(jié)構(gòu)或方法存在制作工藝復(fù)雜、控制方法繁瑣、使用壽命短、可操作性差等問題。
[0004]人工肌肉是近幾十年問世的一種新型智能材料，它能夠在外加電場、環(huán)境溫度或酸堿度的作用下，通過材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變而伸縮并產(chǎn)生力的作用，具有和生物肌肉十分相似的機(jī)能。目前已研發(fā)出的人造肌肉材料涉及聚合物、金屬、凝膠以及碳納米管等，其中形狀記憶合金(Shape Memory Alloys,簡稱SMA)是當(dāng)前應(yīng)用較為成熟的人工肌肉材料之一。SMA是一種能夠記憶原有形狀的智能材料，當(dāng)溫度低于其轉(zhuǎn)變溫度時(shí)將其人為變形，則當(dāng)溫度高于其轉(zhuǎn)變溫度時(shí)其可自動(dòng)恢復(fù)到變形前形狀，且具有雙程記憶效應(yīng)的SMA可在重新冷卻至轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)又能回復(fù)到其低溫相形狀。形狀記憶合金人工肌肉充分利用了SMA這種獨(dú)特的雙程形狀記憶效應(yīng)，利用外來熱源控制其溫度在轉(zhuǎn)變溫度上下轉(zhuǎn)換，從而使其不斷在低溫相與高溫相之間往復(fù)變形，進(jìn)而展現(xiàn)出類似肌肉伸縮的較大力量，從而實(shí)現(xiàn)某種力的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮，以解決上述技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮，其特征在于，包括支撐座、硬化導(dǎo)電層1、人工肌肉伸縮單元、硬化導(dǎo)電層I1、仿鯊魚鱗片表皮層，所述支撐座用于支撐并將仿生鯊魚皮安裝固定于載體外殼壁面，所述硬化導(dǎo)電層I的下表面與支撐座上表面相固定，所述硬化導(dǎo)電層II的上表面與仿鯊魚鱗片表皮層的下表面相膠合，若干數(shù)量的人工肌肉伸縮單元呈陣列化豎直排布于硬化導(dǎo)電層I和硬化導(dǎo)電層II之間所夾的空間內(nèi)，所述人工肌肉伸縮單元包括具有一定支撐強(qiáng)度的形狀記憶合金人工肌肉簧、牽拉頭、兩段式電加熱棒和連接導(dǎo)線，形狀記憶合金人工肌肉簧的一端在保持與硬化導(dǎo)電層I絕緣的同時(shí)與支撐座固定連接，另一端在與硬化導(dǎo)電層II絕緣的同時(shí)與牽拉頭固定連接，借由可伸縮連接導(dǎo)線串聯(lián)起來的兩段式電加熱棒中的一段與硬化導(dǎo)電層I做導(dǎo)電連接，另一段與硬化導(dǎo)電層II做導(dǎo)電連接，牽拉頭的底面與硬化導(dǎo)電層II的上表面相膠合，牽拉頭的其余面與仿鯊魚鱗片表皮層下表面所開設(shè)的若干牽拉孔相對(duì)應(yīng)固定連接，仿鯊魚鱗片表皮層的上表面制作有若干高逼真仿鯊魚微鱗片，仿鯊魚鱗片表皮層上開有一定數(shù)量、規(guī)則排列的通孔型表皮泌液微孔，硬化導(dǎo)電層II上開有一定數(shù)量、規(guī)則排列且與表皮泌液微孔對(duì)應(yīng)連通的硬化導(dǎo)電層II輸液通孔，硬化導(dǎo)電層I上開有一定數(shù)量、規(guī)則排列的硬化導(dǎo)電層I輸液通孔，支撐座上開有一定數(shù)量、規(guī)則排列且與硬化導(dǎo)電層I輸液通孔對(duì)應(yīng)連通的支撐座輸液通孔；還包括一減阻劑橫向推注裝置，所述減阻劑橫向推注裝置包括儲(chǔ)液罐、水溶性減阻劑、管路、單向閥1、推注活塞、推注缸進(jìn)口、推注缸出口、推注缸、單向閥II，儲(chǔ)液罐用于存儲(chǔ)水溶性減阻劑以作為推注用減阻劑的來源，一定數(shù)量的單向閥I固定于支撐座下表面上，其來流端通過管路連通儲(chǔ)液罐，其去流端依次經(jīng)由支撐座輸液通孔和硬化導(dǎo)電層I輸液通孔與推注缸進(jìn)口連通，一定數(shù)量的推注缸橫向固定于硬化導(dǎo)電層I的上表面，推注缸的封閉空間內(nèi)注滿水溶性減阻劑，推注活塞的一端處于推注缸內(nèi)且與推注缸內(nèi)壁保持滑動(dòng)密封連接，其另一端與形狀記憶合金人工肌肉簧的外圓柱面縱向中間部位固定連接，一定數(shù)量的單向閥II固定于硬化導(dǎo)電層II下表面上，其來流端與推注缸出口連通，其去流端依次經(jīng)由硬化導(dǎo)電層II輸液通孔和表皮泌液微孔與仿鯊魚鱗片表皮層外空間相連通。
[0007]所述的利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮，硬化導(dǎo)電層I和硬化導(dǎo)電層II的厚度是0.5 mm?0.8 mm，自然狀態(tài)下硬化導(dǎo)電層I和硬化導(dǎo)電層II之間所夾空間的厚度是3.0 mm?5.0 mm,仿S魚鱗片表皮層的厚度是1.5 mm?2.0 mm,陣列化排布的人工肌肉伸縮單元之間的間距是15.0 mm?20.0 mm。
[0008]所述的利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮，所推注的水溶性減阻劑的成分是聚丙烯酰胺水溶液，其質(zhì)量百分比濃度為0.020%。?0.130%0。
[0009]所述的利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮，制作形狀記憶合金人工肌肉簧所用的形狀記憶合金是具有雙程記憶效應(yīng)的鎳鈦系合金、銅鎳系合金、銅鋁系合金、銅鋅系合金，其轉(zhuǎn)變溫度范圍為55°C?85°C。
[0010]所述的利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮，制作形狀記憶合金人工肌肉簧時(shí)，先在溫度高于其轉(zhuǎn)變溫度時(shí)加工成高度為1.5 mm?2.5 mm的短粗型壓縮彈簧形狀，再在溫度低于轉(zhuǎn)變溫度時(shí)將其人為變形成高度為3.0 _?5.0 mm的瘦長型壓縮彈簧形狀。
[0011]本發(fā)明的工作原理為:在環(huán)境溫度低于所用形狀記憶合金轉(zhuǎn)變溫度的工況下，將該仿生鯊魚皮安裝于水下航行器載體外殼壁面，在載體航行過程中通過采集水溫、航行速度、水密度、動(dòng)力粘度等參數(shù)計(jì)算當(dāng)前工況下的雷諾數(shù)以判斷水流狀態(tài)；當(dāng)水流達(dá)到湍流時(shí)，給硬化導(dǎo)電層I和硬化導(dǎo)電層II通電以加熱兩段式電加熱棒，使得形狀記憶合金人工肌肉簧快速升溫至其轉(zhuǎn)變溫度以上，進(jìn)而形狀記憶合金人工肌肉簧基于自身材質(zhì)特性將自行由瘦長型壓縮彈簧變形為短粗型壓縮彈簧；若干形狀記憶合金人工肌肉簧的上述形變一方面將帶動(dòng)牽拉頭牽拉硬化導(dǎo)電層II和仿鯊魚鱗片表皮層，另一方面將推動(dòng)與其綁定的推注活塞在推注缸內(nèi)做橫向滑動(dòng)，進(jìn)而擠壓推注缸內(nèi)現(xiàn)有的水溶性減阻劑，其結(jié)果是單向閥II被動(dòng)開通使得部分減阻劑經(jīng)由推注缸出口、硬化導(dǎo)電層II輸液通孔和表皮泌液微孔排到仿鯊魚鱗片表皮層的仿鯊魚微鱗片上及流體介質(zhì)中，此時(shí)仿鯊魚微鱗片與排出的水溶性減阻劑開始發(fā)揮協(xié)同耦合減阻效能，完成一次橫向推注動(dòng)作；減阻劑經(jīng)過一定時(shí)間會(huì)自然降解及流失，系統(tǒng)需要及時(shí)給表皮層補(bǔ)充減阻劑，此時(shí)給加熱棒斷電以使形狀記憶合金人工肌肉簧降溫，當(dāng)其降至轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)，形狀記憶合金人工肌肉簧將反過來由短粗型壓縮彈簧變形為瘦長型壓縮彈簧，進(jìn)而牽拉與其綁定的推注活塞在推注缸內(nèi)做反方向橫向滑動(dòng)，使得推注缸內(nèi)減阻劑壓強(qiáng)降低，其結(jié)果是單向閥I被動(dòng)開通，儲(chǔ)液罐內(nèi)的部分減阻劑將經(jīng)由支撐座輸液通孔、硬化導(dǎo)電層I輸液通孔和推注缸進(jìn)口被抽至推注缸內(nèi)，完成一次橫向抽取動(dòng)作；一次橫向推注動(dòng)作和一次橫向抽取動(dòng)作構(gòu)成一個(gè)完整的減阻劑推注周期，繼續(xù)加電將開啟下一個(gè)推注周期。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):(I)本發(fā)明采用的形狀記憶合金人工肌肉設(shè)計(jì)，利用其獨(dú)特的材質(zhì)特性即受自身轉(zhuǎn)變溫度驅(qū)使所呈現(xiàn)出的雙程記憶效應(yīng)來模擬鯊魚皮的微量泌液機(jī)制，其推注微量減阻劑的工作模式及控制方法較現(xiàn)有手段更為靈敏、可控、可靠，使用壽命得到有效保證；(2)本發(fā)明采用的壓縮彈簧型形狀記憶合金人工肌肉簧設(shè)計(jì)，在一定程度上較其他形狀更能消抵日常應(yīng)用過程中外力對(duì)仿生鯊魚皮的觸碰和擠壓，從而起到有效的自我防護(hù)作用，具有較強(qiáng)的可操作性；(3)本發(fā)明提出的利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮，在結(jié)構(gòu)和功能仿生方面為工程仿生技術(shù)特別是仿生減阻表皮制造技術(shù)的發(fā)展提供了有益范例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮外觀結(jié)構(gòu)圖(拆去減阻劑橫向推注裝置)。
[0014]圖2為本發(fā)明的利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮內(nèi)部結(jié)構(gòu)分層解剖圖(拆去減阻劑橫向推注裝置)。
[0015]圖3為本發(fā)明的人工肌肉伸縮單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4A為本發(fā)明的仿鯊魚鱗片表皮層俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4B為本發(fā)明的仿鯊魚鱗片表皮層仰視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5為本發(fā)明的人工肌肉伸縮單元與兩個(gè)硬化導(dǎo)電層的安裝示意圖。
[0019]圖6為本發(fā)明的支撐座結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖7為本發(fā)明的減阻劑橫向推注裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:1、支撐座2、硬化導(dǎo)電層I 3、人工肌肉伸縮單元4、硬化導(dǎo)電層II
5、仿鯊魚鱗片表皮層6、形狀記憶合金人工肌肉簧7、連接導(dǎo)線8、牽拉頭9、兩段式電加熱棒10、仿鯊魚微鱗片11、牽拉孔12、表皮泌液微孔13、硬化導(dǎo)電層II輸液通孔14、硬化導(dǎo)電層I輸液通孔15、支撐座輸液通孔16、儲(chǔ)液罐17、水溶性減阻劑18、管路19、單向閥I 20、推注活塞21、推注缸進(jìn)口 22、推注缸出口 23、推注缸24、單向閥II。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0023]參照?qǐng)D1?圖6，利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮，包括支撐座1、硬化導(dǎo)電層I 2、人工肌肉伸縮單元3、硬化導(dǎo)電層II 4、仿鯊魚鱗片表皮層5。所述支撐座I用于支撐并將仿生鯊魚皮安裝固定于載體外殼壁面，所述硬化導(dǎo)電層I 2的下表面與支撐座I上表面相固定，所述硬化導(dǎo)電層II 4的上表面與仿S魚鱗片表皮層5的下表面相膠合，硬化導(dǎo)電層I 2和硬化導(dǎo)電層II 4的厚度均為0.8 mm。若干數(shù)量的人工肌肉伸縮單元3呈陣列化豎直排布于硬化導(dǎo)電層I 2和硬化導(dǎo)電層II 4之間所夾的厚度為5.0mm的空間內(nèi)，陣列化人工肌肉伸縮單元3之間的間距是20.0 _，所述人工肌肉伸縮單元3包括具有一定支撐強(qiáng)度的形狀記憶合金人工肌肉簧6、牽拉頭8、兩段式電加熱棒9和連接導(dǎo)線7，形狀記憶合金人工肌肉簧6的一端在保持與硬化導(dǎo)電層I 2絕緣的同時(shí)與支撐座I固定連接，另一端在與硬化導(dǎo)電層II 4絕緣的同時(shí)與牽拉頭8固定連接，借由可伸縮連接導(dǎo)線7串聯(lián)起來的兩段式電加熱棒9中的一段與硬化導(dǎo)電層I 2做導(dǎo)電連接，另一段與硬化導(dǎo)電層II 4做導(dǎo)電連接，牽拉頭8的底面與硬化導(dǎo)電層II 4的上表面相膠合，牽拉頭8的其余面與仿鯊魚鱗片表皮層5下表面所開設(shè)的若干牽拉孔11相對(duì)應(yīng)固定連接。厚度為2.0 mm的仿鯊魚鱗片表皮層5的上表面制作有若干高逼真仿鯊魚微鱗片10，仿鯊魚鱗片表皮層5上開有一定數(shù)量、規(guī)則排列的通孔型表皮泌液微孔12，硬化導(dǎo)電層II 4上開有一定數(shù)量、規(guī)則排列且與表皮泌液微孔12對(duì)應(yīng)連通的硬化導(dǎo)電層II輸液通孔13，硬化導(dǎo)電層I2上開有一定數(shù)量、規(guī)則排列的硬化導(dǎo)電層I輸液通孔14，支撐座I上開有一定數(shù)量、規(guī)則排列且與硬化導(dǎo)電層I輸液通孔14對(duì)應(yīng)連通的支撐座輸液通孔15。
[0024]參照?qǐng)D7，利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮，還包括一減阻劑橫向推注裝置。所述減阻劑橫向推注裝置包括儲(chǔ)液罐16、水溶性減阻劑17、管路18、單向閥I 19、推注活塞20、推注缸進(jìn)口 21、推注缸出口 22、推注缸23、單向閥II 24。儲(chǔ)液罐16用于存儲(chǔ)水溶性減阻劑17以作為推注用減阻劑的來源，水溶性減阻劑17的成分是質(zhì)量百分比濃度為0.020%。的聚丙烯酰胺水溶液，一定數(shù)量的單向閥I 19固定于支撐座I下表面上，其來流端通過管路18連通儲(chǔ)液罐16，其去流端依次經(jīng)由支撐座輸液通孔15和硬化導(dǎo)電層I輸液通孔14與推注缸進(jìn)口 21連通，一定數(shù)量的推注缸23橫向固定于硬化導(dǎo)電層I 2的上表面，推注缸23的封閉空間內(nèi)注滿水溶性減阻劑17，推注活塞20的一端處于推注缸23內(nèi)且與推注缸23內(nèi)壁保持滑動(dòng)密封連接，其另一端與形狀記憶合金人工肌肉簧6的外圓柱面縱向中間部位固定連接，一定數(shù)量的單向閥II 24固定于硬化導(dǎo)電層II 4下表面上，其來流端與推注缸出口 22連通，其去流端依次經(jīng)由硬化導(dǎo)電層II輸液通孔13和表皮泌液微孔12與仿鯊魚鱗片表皮層5外空間相連通。
[0025]制作形狀記憶合金人工肌肉簧6所用的形狀記憶合金是具有雙程記憶效應(yīng)的鎳鈦系合金，其轉(zhuǎn)變溫度為55°C。在制作形狀記憶合金人工肌肉簧6時(shí)，先在溫度高于55°C時(shí)加工成高度為2.5 mm的短粗型壓縮彈簧形狀，再在溫度低于55°C時(shí)將其人為變形成高度為5.0 mm的瘦長型壓縮彈簧形狀。[0026]擬將該仿生鯊魚皮應(yīng)用于常年在近?；顒?dòng)的某型摩托艇上(艇長3.2 m)，仿生鯊魚皮的鋪設(shè)長度為2.0 m。首先，按照該型摩托艇通常工作環(huán)境(海水水溫20°C，密度為
1.025X IO3 kg/m3、動(dòng)力粘度為1.002X10_3 kg/m *s)下的設(shè)計(jì)最低巡航速度7 m/s計(jì)算該工況下仿生鯊魚皮的雷諾數(shù):
【權(quán)利要求】
1.利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮，其特征在于，包括支撐座(1)、硬化導(dǎo)電層I (2)、人工肌肉伸縮單元(3)、硬化導(dǎo)電層II (4)、仿鯊魚鱗片表皮層(5)，所述支撐座(1)用于支撐并將仿生鯊魚皮安裝固定于載體外殼壁面，所述硬化導(dǎo)電層I (2)的下表面與支撐座(1)上表面相固定，所述硬化導(dǎo)電層II (4)的上表面與仿鯊魚鱗片表皮層(5)的下表面相膠合，若干數(shù)量的人工肌肉伸縮單元(3)呈陣列化豎直排布于硬化導(dǎo)電層I (2)和硬化導(dǎo)電層II (4)之間所夾的空間內(nèi)，所述人工肌肉伸縮單元(3)包括具有一定支撐強(qiáng)度的形狀記憶合金人工肌肉簧(6)、牽拉頭(8)、兩段式電加熱棒(9)和連接導(dǎo)線(7)，形狀記憶合金人工肌肉簧(6)的一端在保持與硬化導(dǎo)電層I (2)絕緣的同時(shí)與支撐座(1)固定連接，另一端在與硬化導(dǎo)電層II (4)絕緣的同時(shí)與牽拉頭(8)固定連接，借由可伸縮連接導(dǎo)線(7)串聯(lián)起來的兩段式電加熱棒(9)中的一段與硬化導(dǎo)電層I (2)做導(dǎo)電連接，另一段與硬化導(dǎo)電層II (4)做導(dǎo)電連接，牽拉頭(8)的底面與硬化導(dǎo)電層II (4)的上表面相膠合，牽拉頭(8)的其余面與仿鯊魚鱗片表皮層(5)下表面所開設(shè)的若干牽拉孔(11)相對(duì)應(yīng)固定連接，仿鯊魚鱗片表皮層(5)的上表面制作有若干高逼真仿鯊魚微鱗片(10)，仿鯊魚鱗片表皮層(5)上開有一定數(shù)量、規(guī)則排列的通孔型表皮泌液微孔(12)，硬化導(dǎo)電層II (4)上開有一定數(shù)量、規(guī)則排列且與表皮泌液微孔(12)對(duì)應(yīng)連通的硬化導(dǎo)電層II輸液通孔(13)，硬化導(dǎo)電層I (2)上開有一定數(shù)量、規(guī)則排列的硬化導(dǎo)電層I輸液通孔(14)，支撐座(1)上開有一定數(shù)量、規(guī)則排列且與硬化導(dǎo)電層I輸液通孔(14)對(duì)應(yīng)連通的支撐座輸液通孔(15);還包括一減阻劑橫向推注裝置，所述減阻劑橫向推注裝置包括儲(chǔ)液罐(16)、水溶性減阻劑(17)、管路(18)、單向閥I (19)、推注活塞(20)、推注缸進(jìn)口(21)、推注缸出口(22)、推注缸(23)、單向閥II (24)，儲(chǔ)液罐(16)用于存儲(chǔ)水溶性減阻劑(17)以作為推注用減阻劑的來源，一定數(shù)量的單向閥I (19)固定于支撐座(1)下表面上，其來流端通過管路(18 )連通儲(chǔ)液 罐(16 )，其去流端依次經(jīng)由支撐座輸液通孔(15 )和硬化導(dǎo)電層I輸液通孔(14)與推注缸進(jìn)口(21)連通，一定數(shù)量的推注缸(23)橫向固定于硬化導(dǎo)電層I (2)的上表面，推注缸(23)的封閉空間內(nèi)注滿水溶性減阻劑(17)，推注活塞(20)的一端處于推注缸(23)內(nèi)且與推注缸(23)內(nèi)壁保持滑動(dòng)密封連接，其另一端與形狀記憶合金人工肌肉簧(6)的外圓柱面縱向中間部位固定連接，一定數(shù)量的單向閥II(24)固定于硬化導(dǎo)電層II(4)下表面上，其來流端與推注缸出口(22)連通，其去流端依次經(jīng)由硬化導(dǎo)電層II輸液通孔(13)和表皮泌液微孔(12)與仿鯊魚鱗片表皮層(5)外空間相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮，其特征在于:硬化導(dǎo)電層I (2)和硬化導(dǎo)電層II (4)的厚度是0.5 mm~0.8 mm，自然狀態(tài)下硬化導(dǎo)電層I (2)和硬化導(dǎo)電層II (4)之間所夾空間的厚度是3.0 mm~5.0 mm，仿鯊魚鱗片表皮層(5)的厚度是1.5 mm~2.0 mm，陣列化排布的人工肌肉伸縮單元(3)之間的間距是15.0 mm~20.0 mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮，其特征在于:所推注的水溶性減阻劑(17)的成分是聚丙烯酰胺水溶液，其質(zhì)量百分比濃度為 0.020%。~0.130%0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮，其特征在于:制作形狀記憶合金人工肌肉簧(6)所用的形狀記憶合金是具有雙程記憶效應(yīng)的鎳鈦系合金、銅鎳系合金、銅招系合金、銅鋅系合金，其轉(zhuǎn)變溫度范圍為55°C~85°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用形狀記憶合金人工肌肉橫向推注減阻劑的仿生鯊魚皮，其特征在于:制作形狀記憶合金人工肌肉簧(6)時(shí)，先在溫度高于其轉(zhuǎn)變溫度時(shí)加工成高度為1.5 mm~2.5 _的短粗型壓縮彈簧形狀，再在溫度低于轉(zhuǎn)變溫度時(shí)將其人為變形成高度為3.0 mm~5.0 mm的瘦長型壓縮彈簧形狀。
【文檔編號(hào)】B63B1/34GK103832540SQ201410107756
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】韓鑫, 陳亮亮, 靳印凱, 邱先慧 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)