CN108757357A - 激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，包括：石墨烯型激光热电转换器、液态金属协同形状记忆合金驱动器；所述液态金属协同形状记忆合金驱动器包括：液态金属在中空通道结构形状记忆合金管或线中流动，与形状记忆合金层、物理化学修饰层、绝热弹性保护层共同构成液态金属协同形状记忆合金导热驱动复合结构，为形状记忆合金传输提供热量并协同产生驱动力；所述液态金属协同形状记忆合金驱动器与石墨烯型激光热电转换器相结合，构成激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，能够运用于空间遥控机器人、工业遥控机器人、医疗机器人、战场遥控机器人、野外遥控机器人、遥控机械手和遥控工程机械装置等应用领域。

Description

激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置

技术领域

本发明涉及遥控机器人、遥控机械手、遥控医疗机器人和遥控工程机械装置的驱动领域，涉及激光或太阳能聚光的光热驱动应用技术，更具体地说，涉及一种激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置。

背景技术

在空间遥控机器人、工业遥控机器人、战场遥控机器人、医疗机器人、野外遥控机器人、遥控机械手和遥控工程机械装置等应用领域，驱动组件与驱动技术都是核心重要部分，要求驱动组件具有易于远程控制等优点。当前发展较成熟且应用较多的驱动机构，主要有静电驱动型、光致伸缩型、电磁驱动型、热膨胀型、压电驱动型、超声波型、磁致伸缩型等。静电驱动是利用静电场之间的静电荷库仑力来进行驱动,压电驱动是利用压电晶体的逆压电效应通过外部施加电场来产生伸长量变化,都要求较高的驱动电压,并且电磁干扰难以消除,不易小型化集成化。电磁驱动是利用励磁线圈中通电产生电磁场，使磁场中的导磁体产生运动来实现驱动,存在体积偏大、能耗偏高、温漂噪声偏大等缺点。这些驱动机构在性能上有着各自的优点和缺点,适用于不同的环境,但是也存在系列技术问题，如：结构较复杂,且对环境要求高,在特殊环境的应用还存在一定技术缺陷，并且高效远程遥控还存在一些技术问题，因此限制了这些驱动组件的应用。

采用激光作为远程遥控驱动器是一个重要发展方向。利用激光的光热效应来实现驱动器的远程驱动,具有较好的独立性、实用性、技术可操作性、远程可控性，并且具有小型化、集成化等系列优势；激光还具有能量密度大和方向统一性好,可长距离传输等性能。当前，人们面临如何进一步提高激光远程驱动器的工作性能和能量效率等系列技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置。

本发明采用了一种技术方案：一种激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，包括：石墨烯型激光热电转换器、液态金属协同形状记忆合金驱动器，所述石墨烯型激光热电转换器与所述液态金属协同形状记忆合金驱动器相连接；所述液态金属协同形状记忆合金驱动器包括：液态金属、具有中空通道结构的形状记忆合金管或线，所述液态金属在形状记忆合金管或线的中空通道结构中流动；所述形状记忆合金管或线的中空通道结构表面为物理化学修饰层，来防止液态金属对形状记忆合金管或线壁的腐蚀；所述物理化学修饰层外层为形状记忆合金层；所述形状记忆合金层外层为绝热弹性保护层；所述液态金属在形状记忆合金管或线的中空通道结构流动，与形状记忆合金层、物理化学修饰层、绝热弹性保护层共同构成液态金属协同形状记忆合金驱动器，为形状记忆合金传输提供热量并协同产生驱动力；所述液态金属协同形状记忆合金驱动器为液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器、液态金属协同形状记忆合金螺旋扭转式驱动器、液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器、液态金属协同形状记忆合金U型侧面偏转式驱动器或液态金属协同形状记忆合金平面涡卷式驱动器；所述石墨烯型激光热电转换器包括：石墨烯型激光接收转换器件、热温差发电与制冷双向工作器件；所述液态金属协同形状记忆合金驱动器与石墨烯型激光热电转换器相结合，构成激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置。

上述方案中，所述液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器包括：孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧由具有中空通道结构的螺旋式形状记忆合金管或线构成；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧包括：两根具有中空通道结构的螺旋式形状记忆合金弹簧；所述两根螺旋式形状记忆合金弹簧的中空通道一端相通并连接成一体，构成孪生双螺旋结构；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧的中空通道为液态金属流动通道；所述中空通道表层为物理化学修饰层；所述物理化学修饰层外层为形状记忆合金层；所述形状记忆合金层外层为绝热弹性保护层；所述两根螺旋式形状记忆合金弹簧中空通道的另一端，分别为液态金属的流进端、流出端；所述液态金属在孪生双螺旋式形状记忆合金弹簧的中空通道中流动，与形状记忆合金层、物理化学修饰层、绝热弹性保护层共同构成液态金属协同形状记忆合金导热驱动复合结构，为液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器传输提供热量并协同产生驱动力。

上述方案中，所述液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器包括：偏置弹簧、移动活塞、驱动杆件、支撑杆件、缸体；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧装配在支撑杆件上；所述支撑杆件与移动活塞相连接；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧中空通道相通的一端与移动活塞相连接；所述移动活塞与驱动杆件相连接；所述偏置弹簧装配在驱动杆件与移动活塞相连接的一侧；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧、支撑杆件、移动活塞、偏置弹簧、驱动杆件均装配在缸体中，构成一体化的液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器；所述驱动杆件为液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器驱动力的输出端。

上述方案中，所述液态金属协同形状记忆合金螺旋扭转式驱动器包括：螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧、开口薄壁套筒、弹性螺旋结构层；所述弹性螺旋结构层外层为开口薄壁套筒；所述开口薄壁套筒外层为螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧；所述螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧由具有中空通道结构的形状记忆合金管或线构成；所述中空通道为液态金属流动通道；所述中空通道表层为物理化学修饰层；所述物理化学修饰层外层为形状记忆合金层；所述形状记忆合金层外层为绝热弹性保护层；所述螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧中空通道的两端口，分别为液态金属的流进端、流出端；所述液态金属在螺旋式弹簧的中空通道结构形状记忆合金管或线中流动，与形状记忆合金层、物理化学修饰层、绝热弹性保护层共同构成液态金属协同形状记忆合金导热驱动复合结构，为液态金属协同形状记忆合金螺旋扭转式驱动器传输提供热量并协同产生驱动力。

上述方案中，所述液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器，包括：孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧由具有中空通道结构的形状记忆合金管或线构成；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧包括：两根具有中空通道结构的螺旋式形状记忆合金弹簧；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧的中空通道为液态金属流动通道；所述两根螺旋式形状记忆合金弹簧的中空通道一端相通并连接成一体，构成孪生双螺旋结构；所述中空通道表层为物理化学修饰层；所述物理化学修饰层外层为形状记忆合金层；所述形状记忆合金层外层为绝热弹性保护层；所述两根螺旋式形状记忆合金弹簧中空通道的另一端分别为液态金属的流进端、流出端；所述液态金属在螺旋式弹簧的中空通道结构形状记忆合金管或线中流动，与形状记忆合金层、物理化学修饰层、绝热弹性保护层共同构成液态金属协同形状记忆合金导热驱动复合结构，为液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器传输提供热量并协同产生驱动力。

上述方案中，所述液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器，包括：偏置弹簧、主轴、驱动线、摩擦轮、中介盘、止动轮、摩擦爪；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧的中空通道相连接顶端为驱动力的输出端，并与驱动线相连接；所述驱动线连接中介盘；所述中介盘连接摩擦轮；所述摩擦轮连接主轴的一端；所述主轴另一端连接偏置弹簧的一端；所述偏置弹簧的另一端连接装置的固定端；所述摩擦轮的两侧分别装配有摩擦爪、止动轮；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧、偏置弹簧、主轴、驱动线、摩擦轮、中介盘、止动轮、摩擦爪共同构成液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器。

上述方案中，所述液态金属协同形状记忆合金U型侧面偏转式驱动器，包括：液态金属协同形状记忆合金U型管、物理化学修饰层、绝热弹性保护层；所述液态金属协同形状记忆合金U型管由具有中空通道结构的形状记忆合金管构成；所述液态金属协同形状记忆合金U型管中空通道内侧表面连接物理化学修饰层；所述液态金属协同形状记忆合金U型管外侧连接绝热弹性保护层；所述液态金属协同形状记忆合金U型管的两端口分别为液态金属的流进端、流出端；所述液态金属在U型管状的中空通道结构形状记忆合金管中流动，与形状记忆合金层、物理化学修饰层、绝热弹性保护层共同构成液态金属协同形状记忆合金导热驱动复合结构，为液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器传输提供热量并协同产生驱动力；所述液态金属协同形状记忆合金U型管的U型顶端为侧向偏转驱动力的输出端。

上述方案中，所述液态金属协同形状记忆合金平面涡卷式驱动器包括：具有中空通道的平面涡卷式形状记忆合金弹簧；所述平面涡卷式形状记忆合金弹簧截面为矩形截面、圆形截面或椭圆形截面；所述平面涡卷式形状记忆合金弹簧由具有中空通道结构的形状记忆合金管或线构成；所述平面涡卷式形状记忆合金弹簧中空通道表面为物理化学修饰层；所述平面涡卷式形状记忆合金弹簧外层为形状记忆合金层；所述形状记忆合金层外层为绝热弹性保护层；所述平面涡卷式形状记忆合金弹簧中空通道的两端分别为液态金属流进端、流出端；所述液态金属在平面涡卷式弹簧状的中空通道结构形状记忆合金管或线中流动，与形状记忆合金层、物理化学修饰层、绝热弹性保护层共同构成液态金属协同形状记忆合金导热驱动复合结构，为液态金属协同形状记忆合金平面涡卷式驱动器传输提供热量并协同产生驱动力；所述平面涡卷式形状记忆合金弹簧的一顶端为固定端，其另一顶端为驱动力输出端。

上述方案中，所述石墨烯型激光热电转换器包括：石墨烯型激光接收转换器件、热温差发电制冷双向工作器件；所述石墨烯型激光接收转换器件包括：石墨烯层、液态金属加热型基座；所述石墨烯层为激光接收层；所述石墨烯层与液态金属加热型基座紧密相连接；所述液态金属加热型基座与热温差发电制冷双向工作器件紧密相连接；所述液态金属加热型基座包括：液态金属循环管或线、液态金属、石墨烯导热型复合基体、绝热层、温度传感器、双向磁力泵、双向电控器件、超级电容；所述液态金属装配在液态金属循环管或线中；所述液态金属循环管或线装配在石墨烯导热型复合基体中；所述温度传感器、双向磁力泵、双向电控器件、超级电容均装配在石墨烯导热型复合基体中；所述液态金属循环管或线与双向磁力泵相连接；所述双向磁力泵与双向电控器件相连接；所述液态金属循环管或线的两端口分别为液态金属流进端、流出端，并分别与液态金属协同形状记忆合金驱动器的流进端、流出端相连接。

上述方案中，所述热温差发电制冷双向工作器件包括：石墨烯层、热温差发电制冷器件、绝热层、散热器；所述石墨烯层下面连接热温差发电制冷双向工作器件一端；所述热温差发电制冷双向工作器件另一端散热器；在热温差发电制冷双向工作器侧面有绝热层；所述热温差发电器件，包括若干块串联的或/和并联的温差发电片单体，所述温差发电片单体与温差发电片单体之间通过绝热材料隔开；所述热温差发电制冷双向工作器与石墨烯导热型复合基体中的双向磁力泵、双向电控器件、超级电容相连接；所述石墨烯型热温差发电制冷双向工作器在双向电控器件的控制下，能够向磁力泵提供工作电能、向超级电容提供充电电能；所述超级电容在双向电控器件的控制下，也能够向石墨烯型热温差发电制冷双向工作器提供制冷所需的工作电能。

上述方案中，所述石墨烯层包括：石墨烯薄膜、石墨烯涂层或石墨烯复合材料层；石墨烯导热型复合基体中包括三维石墨烯导热层；所述三维石墨烯导热层，包括：三维石墨烯、三维多孔石墨烯、三维多孔石墨烯组装导热纳米颗粒或导热材料的复合材料；所述三维多孔石墨烯包括：三维多孔石墨烯骨架、三维多孔氧化石墨烯组装体、三维多孔石墨烯海绵、三维多孔石墨烯水凝胶、三维多孔石墨烯气凝胶或三维多孔石墨烯泡沫；所述三维多孔石墨烯组装导热纳米颗粒，包括：石墨烯纳米片、碳纳米管、C₆₀团簇、纳米金、纳米银、纳米铜、导热纳米材料中的一种或多种。

上述方案中，所述液态金属包括：液态镓、液态镓合金或液态镓纳米流体；所述液态镓纳米流体包括含分散碳纳米管、石墨烯纳米片、纳米导热颗粒的液态镓或液态镓合金；所述液态金属通过磁力泵的驱动在液态金属热管或线中循环流动。

上述方案中，还包括激光器、太阳能聚光器，所述激光器包括单束光激光器、多束光激光器或激光光纤传导器；所述太阳能聚光器包括碟式太阳能聚光器、槽式太阳能聚光器、塔式太阳能聚光器、抛物面式太阳能聚光器或菲涅尔镜聚光器；所述散热器包括风冷翅片散热器或工质循环散热器；所述工质包括水、纳米流体或导热流体。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

(1)本发明的激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，采用了液态金属协同形状记忆合金驱动器包括：液态金属与具有中空通道结构形状记忆合金管或线相结合的协同结构；所述形状记忆合金管或线中空通道结构的表面为物理化学修饰层；所述物理化学修饰层外层为形状记忆合金层；所述形状记忆合金层外层为绝热弹性保护层；所述液态金属在中空通道结构形状记忆合金管或线中流动，与形状记忆合金层、物理化学修饰层、绝热弹性保护层共同构成液态金属协同形状记忆合金导热驱动复合结构，为形状记忆合金传输提供热量并产生驱动力；在不同的应用领域，能够将中空通道结构形状记忆合金管或线制作成孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧、螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧、平面涡卷式液态金属协同形状记忆合金弹簧或液态金属协同形状记忆合金U型管；将液态金属与形状记忆合金管或线紧密相结合，产生快速传热的协同驱动效应，可以克服环境可能带来的驱动干扰，提高了驱动器的驱动速度与驱动效率。

(2)本发明的激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，采用了将激光的光热作为驱动源，并与液态金属和石墨烯导热相结合，构成了新型的光热驱动协同结构及组件。由于采用了能量密度大和方向统一性好的激光来远程驱动,具有更好的独立性、实用性、远程可控性并且更容易小型化集成化等优势。用激光光热的驱动方法与其他驱动方法相比有其自己的优势。首先,无需利用电线从外界引入电源,因此特别适用于没有电的偏远地区或特殊环境，有利于减小驱动系统的尺寸和重量,从而更容易实现系统的集成化和小型化；其次,激光能量密度大和方向统一性好,可长距离传输,因此易实现备远程控制的功能；并且,采用将激光的光热效应与导热性能优良的液态金属与石墨烯材料相结合能够产生协同效应，提高了驱动器的工作性能和能量效率。

(3)本发明的激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，采用了石墨烯型激光热电转换器包括：石墨烯型激光接收转换器件、热温差发电制冷双向工作器件；所述液态金属循环管与双向磁力泵相连接；所述双向磁力泵与双向电控器件相连接；双向电控器件还与超级电容相连接；在双向电控器件的调控下，热温差发电制冷双能够向工作器件能够向超级电容充电；在双向电控器件的调控下，超级电容也能够向热温差发电制冷双向工作器件输送电流产生制冷效应。在液态金属和石墨烯协同作用下，产生的制冷效果快速传递给液态金属协同形状记忆合金驱动器，使液态金属协同形状记忆合金驱动器的驱动速度与驱动效率得到提高。

附图说明

图1是本发明的液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器的结构剖面示意图；

图2是本发明的具有中空通道结构的形状记忆合金管或线的结构剖面示意图；

图3是本发明的液态金属协同形状记忆合金螺旋扭转式驱动器的结构示意图；

图4是本发明的液态金属协同形状记忆合金螺旋扭转式驱动器的截面结构示意图；

图5是本发明的液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器的结构示意图；

图6是本发明的液态金属协同形状记忆合金U型侧面偏转式驱动器的结构剖面示意图；

图7是本发明的液态金属协同形状记忆合金平面涡卷式驱动器的结构示意图；

图8是本发明的具有中空通道结构的形状记忆合金矩形管或线的结构剖面示意图；

图9是本发明的石墨烯型激光热电转换器的结构剖面示意图；

图10是本发明的石墨烯型激光热电转换器中液态金属加热型基座的液态金属循环管的结构剖面示意图。

其中：孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1、第一中空通道2、第一物理化学修饰层3、第一形状记忆合金层4、第一绝热弹性保护层5、第一流进端6、第一流出端7、液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器8、偏置弹簧9、移动活塞10、驱动杆件11、支撑杆件12、缸体13、输出端14、石墨烯型激光热电转换器15、石墨烯型激光接收转换器件16、热温差发电制冷双向工作器件17、第一石墨烯层18、液态金属加热型基座19、液态金属循环管20、石墨烯导热型复合基体21、绝热层22、温度传感器23、双向磁力泵24、双向电控器件25、超级电容26、第二石墨烯层27、热温差发电制冷器件28、绝热层29、散热器30、液态金属31、激光束32、螺旋式形状记忆合金管或线33、液态金属协同形状记忆合金螺旋扭转式驱动器34、螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧35、开口薄壁套筒36、弹性螺旋结构层37、第二流进端38、第二流出端39、液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器40、主轴41、驱动线42、摩擦轮43、中介盘44、止动轮45、摩擦爪46、顶端47、固定端48、液态金属协同形状记忆合金U型侧面偏转式驱动器49、第二物理化学修饰层50、第二绝热弹性保护层51、液态金属协同形状记忆合金U型管52、流进端53、流出端54、中空通道55、液态金属协同形状记忆合金平面涡卷式驱动器56、平面涡卷式形状记忆合金弹簧57、第三中空通道58、第三物理化学修饰层59、第三形状记忆合金层60、第三绝热弹性保护层61、第三流进端62、第三流出端63、平面涡卷式形状记忆合金弹簧固定端64。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

实施例一

本发明的实施例一提供了一种激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，包括：液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器8(见图1)、石墨烯型激光热电转换器15(见图9、图10)；本实施例采用的液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器8(见图1)，包括：孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1(见图1)；孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1由具有第一中空通道2结构的螺旋式形状记忆合金管或线33构成(见图2)；孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1包括：两根具有第一中空通道2结构的螺旋式形状记忆合金弹簧；两根螺旋式形状记忆合金弹簧的中空通道一端相通并连接成一体，构成孪生双螺旋结构(见图1)；孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1的第一中空通道2为液态金属31流动通道(见图2)；中空通道表层为第一物理化学修饰层3，来防止液态金属31腐蚀孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1的管壁；第一物理化学修饰层3外层为第一形状记忆合金层4；第一形状记忆合金层4外层为第一绝热弹性保护层5；(见图2)两根螺旋式形状记忆合金弹簧另一端的中空通道口，分别为液态金属31的第一流进端6、第一流出端7(见图1)。

液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器8包括：偏置弹簧9、移动活塞10、驱动杆件11、支撑杆件12、缸体13；将记忆训练好的孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1装配在支撑杆件12上；支撑杆件12与移动活塞10相连接；孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1第一中空通道2相连接的顶端也与移动活塞10相连接；移动活塞10与驱动杆件11相连接；偏置弹簧9装配在驱动杆件11与移动活塞10相连接的一侧；孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1、支撑杆件12、移动活塞10、偏置弹簧9、驱动杆件11均装配在缸体13中，构成一体化的液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器8；驱动杆件11为液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器8驱动力的输出端14。

本实施例的石墨烯型激光热电转换器15(见图9、图10)包括：石墨烯型激光接收转换器件16、热温差发电制冷双向工作器件17；石墨烯型激光接收转换器件16包括：第一石墨烯层18、液态金属加热型基座19；第一石墨烯层18为激光接收层；第一石墨烯层18与液态金属加热型基座19紧密相连接；液态金属加热型基座19与热温差发电制冷双向工作器件17紧密相连接；液态金属加热型基座19包括：液态金属循环管20、液态金属31、石墨烯导热型复合基体21、绝热层22、温度传感器23、双向磁力泵24、双向电控器件25、超级电容26；液态金属31装配在液态金属循环管20中；液态金属循环管20装配在石墨烯导热型复合基体21中；石墨烯导热型复合基体21采用三维多孔石墨烯组装导热纳米颗粒导热材料复合材料；温度传感器23、双向磁力泵24、双向电控器件25、超级电容26均装配在石墨烯导热型复合基体21中；液态金属循环管20与双向磁力泵24相连接；双向磁力泵24与双向电控器件25相连接；液态金属循环管20的两端口分别为液态金属31流进端b、流出端a，并分别与液态金属协同形状记忆合金驱动器的第一流出端7、第一流进端6相连接，并构成液态金属31热力学循环系统。

热温差发电制冷双向工作器件17(见图9、图10)包括：第二石墨烯层27、热温差发电制冷器件28、绝热层29、散热器30；第二石墨烯层27下面连接热温差发电制冷双向工作器件17一端；热温差发电制冷双向工作器件17另一端连接散热器30；在热温差发电制冷双向工作器件17侧面有绝热层29；热温差发电器件28，包括若干块串联的或/和并联的温差发电片单体，所述温差发电片单体与温差发电片单体之间通过使用绝热材料隔开；热温差发电制冷双向工作器17与石墨烯导热型复合基体21中的双向磁力泵24、双向电控器件25、超级电容26相连接；石墨烯型热温差发电制冷双向工作器17在双向电控器件25的控制下，能够向磁力泵24提供工作电能、向超级电容26提供充电电能；超级电容26在双向电控器件25的控制下，向石墨烯型热温差发电制冷双向工作器17提供制冷所需的工作电能。

本实施例的石墨烯导热型复合基体21中采用三维多孔石墨烯组装导热纳米颗粒导热材料复合材料；组装导热纳米颗粒为石墨烯纳米片；激光器采用多束光激光器；液态金属31采用液态镓合金；热温差发电制冷双向工作器件17采用风冷翅片散热器。

本实施例的工作过程为：激光束32照射在石墨烯型激光热电转换器15的第一石墨烯层18，石墨烯型激光接收转换器件16的第一石墨烯层18接收激光并将光热量传输给液态金属加热型基座19；液态金属加热型基座19中的三维多孔石墨烯组装导热纳米颗粒导热材料复合材料将热量传输给液态金属循环管20；液态金属循环管20将热量传输给液态金属循环管20中的液态金属31；液态金属31吸收热量并升高温度，在双向电控器件25作用下，双向磁力泵24工作；双向磁力泵24带动液态金属循环管20中的高温液态金属31循环流动；高温液态金属31从流出端a流出，并流进液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器8的第一流进端6，通过液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器8的液态金属31第一流出端7又回到液态金属循环管20的流进端b，形成液态金属31带动热量传输循环。

在液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器8中，高温液态金属31通过第一流进端6进入孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1的第一中空通道2(见图2)，通过第一物理化学修饰层3将热量传输给第一形状记忆合金层4；通过液态金属31与第一物理化学修饰层3的协同作用，第一形状记忆合金层4温度升高，孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1产生形状记忆效应，推动移动活塞10直线移动，移动活塞10推动驱动杆件11直线移动，则驱动杆件11输出端14对外输出驱动力。

当激光束32照射在石墨烯型激光热电转换器15的第一石墨烯层18，吸收了光热量的液态金属加热型基座19中三维多孔石墨烯组装导热纳米颗粒导热材料复合材料，将热量传输给热温差发电制冷双向工作器件17；热温差发电制冷双向工作器件17产生热温差发电效应，并将发电能量输送进超级电容26存储；超级电容26能够向双向磁力泵24提供工作电能。双向磁力泵24向液态金属31的热力学循环提供工作动能。

当激光束32停止照射在石墨烯型激光热电转换器15的第一石墨烯层18时，在双向电控器件25作用下，超级电容26能够向热温差发电制冷双向工作器件17提供反向工作电流，则热温差发电制冷双向工作器件17进行制冷工作，向液态金属加热型基座19中三维多孔石墨烯组装导热纳米颗粒导热材料复合材料提供制冷效应；液态金属循环管20中的液态金属31温度快速下降。在双向磁力泵24作用下，低温液态金属31进行快速循环流动；低温液态金属31从流出端a流出，并流进液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器8的第一流进端6，通过液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器8的液态金属31第一流出端7又回到液态金属循环管20的流进端b，形成液态金属31的热力学循环流动。

在液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器8中，低温液态金属31通过第一流进端6进入孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1的第一中空通道2(见图2)，通过第一物理化学修饰层3将热量传输给第一形状记忆合金层4；通过液态金属31与第一物理化学修饰层3的协同作用，第一形状记忆合金层4温度快速降低，孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1产生形状记忆效应。在偏置弹簧9作用下，拉回移动活塞10直线向后移动，移动活塞10连接的驱动杆件11也快速向后直线移动，驱动杆件11回到初始状态；激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置装置完成一个驱动循环。

实施例二

本发明的实施例二提供了一种激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，包括：石墨烯型激光热电转换器15(见图9、图10)、液态金属协同形状记忆合金螺旋扭转式驱动器34(见图3、图4)，包括：螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧35、开口薄壁套筒36、弹性螺旋结构层37；弹性螺旋结构层37外层为开口薄壁套筒36(见图4)；开口薄壁套筒36外层为螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧35；将记忆训练好的螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧35缠绕在一个外附开口薄壁套筒36的条带状的弹性螺旋结构层37上；螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧35由具有第一中空通道2结构的形状记忆合金线(见图2)构成，因此螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧具有第一中空通道2结构；第一中空通道2为液态金属31流动通道；第一中空通道2表层为第一物理化学修饰层3，防止液态金属31腐蚀第一形状记忆合金层4；第一物理化学修饰层3外层为第一形状记忆合金层4；第一形状记忆合金层4外层为第一绝热弹性保护层5；螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧35第一中空通道2的两端，分别为液态金属的第二流进端38、第二流出端39。

本实施例的石墨烯导热型复合基体21中采用三维多孔石墨烯组装导热纳米颗粒导热材料复合材料；组装导热纳米颗粒为碳纳米管；激光器采用单束光激光器；液态金属31采用液态镓；热温差发电制冷双向工作器件17采用连接工质循环散热器，采用工质为纳米流体。

本实施例的工作原理与工作过程为：激光束32照射在石墨烯型激光热电转换器15的第一石墨烯层18，石墨烯型激光接收转换器件16的第一石墨烯层18接收激光并将光热量传输给液态金属加热型基座19；液态金属加热型基座19中的三维多孔石墨烯组装导热纳米颗粒导热材料的复合材料将热量传输给液态金属循环管20；液态金属循环管20将热量传输给液态金属循环管20中的液态金属31；液态金属31吸收热量并升高温度，在双向电控器件25作用下，双向磁力泵24工作；双向磁力泵24带动液态金属循环管20中的高温液态金属31循环流动；高温液态金属31从流出端a流出，并流进液态金属协同形状记忆合金螺旋扭转式驱动器34的第二流进端38，通过液态金属协同形状记忆合金螺旋扭转式驱动器34的液态金属31第二流出端39又回到液态金属循环管20的流进端b，形成液态金属31带动热量传输循环。

在液态金属协同形状记忆合金螺旋扭转式驱动器34中，高温的液态金属31通过第二流进端38进入螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧35的第一中空通道2(见图2)，通过第一物理化学修饰层3将热量传输给第一形状记忆合金层4；通过液态金属31与第一物理化学修饰层3的协同作用，第一形状记忆合金层4温度升高，螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧35产生形状记忆效应，螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧35升温相变，长度收缩，通过开口薄壁套筒36向弹性螺旋结构层37施加径向挤压作用，驱使弹性螺旋结构层37增大曲率，从而使弹性螺旋结构每圈扭转一定角度，产生偏动式驱动效应。反过来，低温的液态金属31通过第二流进端38进入螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧35的第一中空通道2，使螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧35冷却发生相变时，条带状弹性螺旋结构的扭转恢复运动通过开口薄壁套筒36转换为螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧35丝的轴向正应变伸长变形。在双向电控器件25的作用下，高温液态金属与低温液态金属呈可控有序进入或流出螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧35，促使螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧35在变换温度驱使下完成形状记忆合金产生的记忆效应和驱动效应。

液态金属协同形状记忆合金螺旋扭转式驱动器34结构优点：该结构将做功能力较大的液态金属协同形状记忆合金弹簧35线正应变恢复直线变形转换为弹性螺旋结构的扭转运动输出，不仅能够提供较大的输出扭矩，而且由于螺旋结构的积累效应，能够实现较大的角度旋转运动，是一个高维柔性的扭转式驱动器。其余同实施例一。

实施例三

本发明的实施例三提供了一种激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，包括：石墨烯型激光热电转换器15(见图9、图10)、液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器40(见图5)；液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器40(见图5)，包括：孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1、偏置弹簧9、主轴41、驱动线42、摩擦轮43、中介盘44、止动轮45、摩擦爪46；记忆训练好的孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1的中空通道相连接顶端47为驱动力的输出端，并与驱动线42相连接；驱动线42连接中介盘44；中介盘44连接摩擦轮43；摩擦轮43连接主轴41；主轴41另一端连接偏置弹簧9；偏置弹簧9的另一端连接装置的固定端48；摩擦轮43的两侧分别装配有摩擦爪46、止动轮45；孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1、偏置弹簧9、主轴41、驱动线42、摩擦轮43、中介盘44、止动轮45、摩擦爪46共同构成液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器40。孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1的液态金属第一流进端6、第一流出端7分别与石墨烯型激光热电转换器15的液态金属循环管20的两端口流进端b、流出端a相连接，并构成液态金属31热力学循环流动。

当激光束32照射在石墨烯型激光热电转换器15(见图9、图10)的第一石墨烯层18，吸收了光热量的液态金属加热型基座19中三维多孔石墨烯组装导热纳米颗粒导热材料复合材料，将热量传输给热温差发电制冷双向工作器件17；热温差发电制冷双向工作器件17产生热温差发电效应，并将发电能量输送进超级电容26存储；超级电容26能够向双向磁力泵24提供工作电能。双向磁力泵24向液态金属31的热力学循环提供工作动能。

当激光束32照射在石墨烯型激光热电转换器15的第一石墨烯层18时，液态金属循环管20中的液态金属31温度快速上升。在双向磁力泵24作用下，高温液态金属31进行快速循环流动；高温液态金属31从流出端a流出，并流进液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器40的第一流进端6，通过液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器40的液态金属31第一流出端7又回到石墨烯型激光热电转换器15的液态金属循环管20流进端b，形成液态金属31热力学循环流动。在液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器40中，高温液态金属31通过第一流进端6进入孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1的第一中空通道2(见图2)，通过第一物理化学修饰层3将热量传输给第一形状记忆合金层4；通过液态金属31与第一物理化学修饰层3的协同作用，第一形状记忆合金层4温度快速上升，孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1产生形状记忆效应，孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1的驱动力输出端47推动驱动线42向前移动，驱动线42带动连接中介盘44以及主轴41产生驱动作用。

当激光束32停止照射在石墨烯型激光热电转换器15的第一石墨烯层18时，在双向电控器件25作用下，超级电容26能够向热温差发电制冷双向工作器件17提供反向工作电流，则热温差发电制冷双向工作器件17进行制冷工作，向液态金属加热型基座19中三维多孔石墨烯组装导热纳米颗粒导热材料复合材料提供制冷效应；液态金属循环管20中的液态金属31温度快速下降。在双向磁力泵24作用下，低温液态金属31进行快速循环流动；低温液态金属31从流出端a流出，并流进液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器40的第一流进端6，通过液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器40的液态金属31第一流出端7又回到石墨烯型激光热电转换器15的液态金属循环管20流进端b，形成液态金属31热力学循环流动。在液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器40中，低温液态金属31通过第一流进端6进入孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1的第一中空通道2(见图2)，通过第一物理化学修饰层3将热量传输给第一形状记忆合金层4；通过液态金属31与第一物理化学修饰层3的协同作用，第一形状记忆合金层4温度快速降低，孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1产生形状记忆效应。在偏置弹簧9作用下，孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧1的驱动力输出端47拉回驱动线42向后移动，在偏置弹簧9的协同作用下驱动线42带动连接中介盘44以及主轴41运动，完成驱动循环。其余同实施例一。

实施例四

本发明的实施例四提供了一种激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，包括：石墨烯型激光热电转换器15(见图9、图10)、液态金属协同形状记忆合金U型侧面偏转式驱动器49(见图6)；液态金属协同形状记忆合金U型侧面偏转式驱动器49，包括：液态金属协同形状记忆合金U型管52、第二物理化学修饰层50、第二绝热弹性保护层51；液态金属协同形状记忆合金U型管52由具有中空通道结构的形状记忆合金管构成；具有记忆训练效果的液态金属协同形状记忆合金U型管52，其中空通道55内侧表面连接第二物理化学修饰层50；液态金属协同形状记忆合金U型管52外侧连接第二绝热弹性保护层51；液态金属协同形状记忆合金U型管52的两端口分别为液态金属的流进端53、流出端54；液态金属协同形状记忆合金U型管52的液态金属流进端53、流出端54分别与石墨烯型激光热电转换器15的液态金属循环管20的两端口流进端b、流出端a相连接，并构成液态金属的热力学循环。

当激光束32照射在石墨烯型激光热电转换器15的第一石墨烯层18，吸收了光热量的液态金属加热型基座19中三维多孔石墨烯组装导热纳米颗粒导热材料复合材料，将热量传输给热温差发电制冷双向工作器件17；热温差发电制冷双向工作器件17产生热温差发电效应，并将发电能量输送进超级电容26存储；超级电容26能够向双向磁力泵24提供工作电能。双向磁力泵24向液态金属31的热力学循环提供工作动能。

当激光束32照射在石墨烯型激光热电转换器15的第一石墨烯层18时，液态金属循环管20中的液态金属31温度快速上升。在双向磁力泵24作用下，高温液态金属31进行快速循环流动；高温液态金属31从流出端a流出，并流进液态金属协同形状记忆合金U型侧面偏转式驱动器49的流进端53，通过液态金属协同形状记忆合金U型侧面偏转式驱动器49的液态金属31流出端54又回到石墨烯型激光热电转换器15的液态金属循环管20流进端b，形成液态金属31热力学循环流动。液态金属协同形状记忆合金U型侧面偏转式驱动器49中，高温液态金属31通过流进端53进入中空通道55(见图6)，通过第二物理化学修饰层50将热量传输给形状记忆合金层52；通过液态金属31与第二物理化学修饰层50的协同作用，形状记忆合金层52温度快速上升，产生形状记忆效应；液态金属协同形状记忆合金U型管52的U型顶端为输出端，则发生侧向偏转驱动。

当激光束32停止照射在石墨烯型激光热电转换器15的第一石墨烯层18时，在双向电控器件25作用下，超级电容26能够向热温差发电制冷双向工作器件17提供反向工作电流，则热温差发电制冷双向工作器件17进行制冷工作，向液态金属加热型基座19中三维多孔石墨烯组装导热纳米颗粒导热材料复合材料提供制冷效应；液态金属循环管20中的液态金属31温度快速下降。在双向磁力泵24作用下，低温液态金属31进行快速循环流动；低温液态金属31从流出端a流出，并流进液态金属协同形状记忆合金U型管的流进端53，通过液态金属协同形状记忆合金U型管的液态金属31流出端54又回到液态金属循环管20的流进端b，形成液态金属31循环流动。液态金属协同形状记忆合金U型管52产生形状记忆效应，回复到初始状态，完成一个驱动循环。其余同实施例一。

实施例五

本发明的实施例五提供了一种激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，包括：石墨烯型激光热电转换器15(见图9、图10)、液态金属协同形状记忆合金平面涡卷式驱动器56(见图7)包括：具有中空通道的平面涡卷式形状记忆合金弹簧57；采用平面涡卷式形状记忆合金弹簧57截面为矩形截面(见图8)；具有记忆训练效果的平面涡卷式形状记忆合金弹簧57由具有中空通道结构的形状记忆合金管构成；平面涡卷式形状记忆合金弹簧57第三中空通道58表面为第三物理化学修饰层59；第三物理化学修饰层59外层为第三形状记忆合金层60；第三形状记忆合金层60外层为第三绝热弹性保护层61；平面涡卷式形状记忆合金弹簧57中空通道的两端分别为液态金属第三流进端62、第三流出端63(见图7)；液态金属协同形状记忆合金平面涡卷式驱动器56的液态金属第三流进端62、第三流出端63分别与石墨烯型激光热电转换器15的液态金属循环管20的两端口流出端a、流进端b相连接。平面涡卷式形状记忆合金弹簧57的一顶端为平面涡卷式形状记忆合金弹簧固定端64；平面涡卷式形状记忆合金弹簧57的另一顶端为驱动力输出端。

当碟式太阳能聚光器照射在第一石墨烯层18，吸收了光热量的液态金属加热型基座19中三维多孔石墨烯组装导热纳米颗粒导热材料复合材料，将热量传输给热温差发电制冷双向工作器件17；热温差发电制冷双向工作器件17产生热温差发电效应，并将发电能量输送进超级电容26存储；超级电容26能够向双向磁力泵24提供工作电能。双向磁力泵24向液态金属31的热力学循环提供工作动能。

当碟式太阳能聚光器照射在第一石墨烯层18时，液态金属循环管20中的液态金属31温度快速上升。在双向磁力泵24作用下，高温液态金属31进行快速循环流动；高温液态金属31从流出端a流出，并流进液态金属协同形状记忆合金平面涡卷式驱动器56的第三流进端62，通过液态金属协同形状记忆合金平面涡卷式驱动器56的液态金属31第三流出端63又回到石墨烯型激光热电转换器15的液态金属循环管20流进端b,形成液态金属31热力学循环流动。液态金属协同形状记忆合金平面涡卷式驱动器56中，高温液态金属31通过第三流进端62进入第三中空通道58(见图8)，通过第三物理化学修饰层59将热量传输给第三形状记忆合金层60；通过液态金属31与第三物理化学修饰层59的协同作用，第三形状记忆合金层60温度快速上升，产生形状记忆效应，液态金属协同形状记忆合金平面涡卷式驱动器56则发生平面涡卷式驱动效应，对外输出驱动力。

当控制碟式太阳能聚光器停止照射在第一石墨烯层18时，在双向电控器件25作用下，超级电容26能够向热温差发电制冷双向工作器件17提供反向工作电流，则热温差发电制冷双向工作器件17进行制冷工作，向液态金属加热型基座19中三维多孔石墨烯组装导热纳米颗粒导热材料复合材料提供制冷效应；液态金属循环管20中的液态金属31温度快速下降。在双向磁力泵24作用下，低温液态金属31进行快速循环流动；低温液态金属31从流出端a流出，并流进液态金属协同形状记忆合金平面涡卷式驱动器56的第三流进端62，通过液态金属协同形状记忆合金平面涡卷式驱动器56第三流出端63又回到液态金属循环管20的流进端b，形成液态金属31循环流动。当低温液态金属31通过第三流进端62进入液态金属协同形状记忆合金平面涡卷式驱动器56的第三中空通道58(见图7、图8)，第三形状记忆合金层60温度快速降低，平面涡卷式形状记忆合金弹簧57产生形状记忆效应，平面涡卷式形状记忆合金弹簧57快速回复到初始状态，完成一个驱动循环。其余同实施例一。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，其特征在于，包括石墨烯型激光热电转换器、液态金属协同形状记忆合金驱动器，所述石墨烯型激光热电转换器与所述液态金属协同形状记忆合金驱动器相连接；所述液态金属协同形状记忆合金驱动器包括液态金属、具有中空通道结构的形状记忆合金管或线；所述液态金属在所述形状记忆合金管或线的中空通道中流动；所述中空通道结构表面为物理化学修饰层；所述物理化学修饰层外层为形状记忆合金层；所述形状记忆合金层外层为绝热弹性保护层；所述液态金属协同形状记忆合金驱动器为液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器、液态金属协同形状记忆合金螺旋扭转式驱动器、液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器、液态金属协同形状记忆合金U型侧面偏转式驱动器或液态金属协同形状记忆合金平面涡卷式驱动器。

2.根据权利要求1所述的激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，其特征在于：所述液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器包括孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧由具有中空通道结构的螺旋式形状记忆合金管或线构成；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧包括两根具有中空通道结构的螺旋式形状记忆合金弹簧；两根所述螺旋式形状记忆合金弹簧的中空通道一端相通并连接成一体，并构成孪生双螺旋结构；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧的中空通道为液态金属流动通道；所述中空通道表层为物理化学修饰层；所述物理化学修饰层外层为形状记忆合金层；所述形状记忆合金层外层为绝热弹性保护层；两根所述螺旋式形状记忆合金弹簧的中空通道另一端分别为液态金属的流进端、流出端。

3.根据权利要求2所述的激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，其特征在于：所述液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器包括：偏置弹簧、移动活塞、驱动杆件、支撑杆件、缸体；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧装配在所述支撑杆件上；所述支撑杆件与移动活塞相连接；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧中空通道相通的一端与所述移动活塞相连接；所述移动活塞与所述驱动杆件相连接；所述偏置弹簧装配在驱动杆件与移动活塞相连接的一侧；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧、支撑杆件、移动活塞、偏置弹簧、驱动杆件均装配在缸体中；所述驱动杆件为液态金属协同形状记忆合金直线式驱动器驱动力的输出端。

4.根据权利要求1所述的激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，其特征在于：所述液态金属协同形状记忆合金螺旋扭转式驱动器包括：螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧、开口薄壁套筒、弹性螺旋结构层；所述弹性螺旋结构层外层为开口薄壁套筒；所述开口薄壁套筒外层为螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧；所述螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧由具有中空通道结构的形状记忆合金管或线构成；所述中空通道为液态金属流动通道；所述中空通道表层为物理化学修饰层；所述物理化学修饰层外层为形状记忆合金层；所述形状记忆合金层外层为绝热弹性保护层；所述螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧中空通道的两端口，分别为液态金属的流进端、流出端。

5.根据权利要求1所述的激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，其特征在于：所述液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器，包括：孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧由具有中空通道结构的形状记忆合金管或线构成；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧包括：两根具有中空通道结构的螺旋式形状记忆合金弹簧；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧的中空通道为液态金属流动通道；所述两根螺旋式形状记忆合金弹簧的中空通道一端相通并连接成一体，构成孪生双螺旋结构；所述中空通道表层为物理化学修饰层；所述物理化学修饰层外层为形状记忆合金层；所述形状记忆合金层外层为绝热弹性保护层；所述两根螺旋式形状记忆合金弹簧的中空通道另一端分别为液态金属的流进端、流出端；所述液态金属在螺旋式弹簧的中空通道结构形状记忆合金管或线中流动。

6.根据权利要求5所述的激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，其特征在于：所述液态金属协同形状记忆合金角度旋转式驱动器，包括：偏置弹簧、主轴、驱动线、摩擦轮、中介盘、止动轮、摩擦爪；所述孪生双螺旋式液态金属协同形状记忆合金弹簧的中空通道相通的一端为驱动力的输出端，并与驱动线相连接；所述驱动线连接中介盘；所述中介盘连接摩擦轮；所述摩擦轮连接主轴的一端；所述主轴另一端连接偏置弹簧的一端；所述偏置弹簧的另一端连接装置的固定端；所述摩擦轮的两侧分别装配有所述摩擦爪、止动轮。

7.根据权利要求1所述的激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，其特征在于：所述液态金属协同形状记忆合金U型侧面偏转式驱动器，包括：液态金属协同形状记忆合金U型管、物理化学修饰层、绝热弹性保护层；所述液态金属协同形状记忆合金U型管由具有中空通道结构的形状记忆合金管构成；所述液态金属协同形状记忆合金U型管中空通道内侧表面连接物理化学修饰层；所述液态金属协同形状记忆合金U型管外侧连接绝热弹性保护层；所述液态金属协同形状记忆合金U型管的两端口分别为液态金属的流进端、流出端；所述液态金属在U型管状的中空通道结构形状记忆合金管中流动；所述液态金属协同形状记忆合金U型管的U型顶端为侧向偏转驱动力的输出端。

8.根据权利要求1所述的激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，其特征在于：所述液态金属协同形状记忆合金平面涡卷式驱动器包括：具有中空通道的平面涡卷式形状记忆合金弹簧；所述平面涡卷式形状记忆合金弹簧截面为矩形截面、圆形截面或椭圆形截面；所述平面涡卷式形状记忆合金弹簧由具有中空通道结构的形状记忆合金管或线构成；所述平面涡卷式形状记忆合金弹簧中空通道表面为物理化学修饰层；所述平面涡卷式形状记忆合金弹簧外层为形状记忆合金层；所述形状记忆合金层外层为绝热弹性保护层；所述平面涡卷式形状记忆合金弹簧中空通道的两端分别为液态金属流进端、流出端；所述液态金属在平面涡卷式弹簧状的中空通道结构形状记忆合金管或线中流动；所述平面涡卷式形状记忆合金弹簧的一顶端为固定端；所述平面涡卷式形状记忆合金弹簧的另一顶端为驱动力输出端。

9.根据权利要求1所述的激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，其特征在于：所述石墨烯型激光热电转换器包括：石墨烯型激光接收转换器件、热温差发电制冷双向工作器件；所述石墨烯型激光接收转换器件包括：石墨烯层、液态金属加热型基座；所述石墨烯层为激光接收层；所述石墨烯层与液态金属加热型基座紧密相连接；所述液态金属加热型基座与热温差发电制冷双向工作器件紧密相连接；所述液态金属加热型基座包括：液态金属循环管或线、液态金属、石墨烯导热型复合基体、绝热层、温度传感器、双向磁力泵、双向电控器件、超级电容；所述液态金属装配在液态金属循环管或线中；所述液态金属循环管或线装配在石墨烯导热型复合基体中；所述温度传感器、双向磁力泵、双向电控器件、超级电容均装配在石墨烯导热型复合基体中；所述液态金属循环管或线与双向磁力泵相连接；所述双向磁力泵与双向电控器件相连接；所述液态金属循环管或线的两端口分别为液态金属流进端、流出端，并分别与液态金属协同形状记忆合金驱动器的流进端、流出端相连接。

10.根据权利要求9所述的激光致液态金属协同形状记忆合金驱动装置，其特征在于：所述热温差发电制冷双向工作器件包括：石墨烯层、热温差发电制冷器件、绝热层、散热器；所述石墨烯层下面连接热温差发电制冷双向工作器件一端；所述热温差发电制冷双向工作器件另一端散热器；在热温差发电制冷双向工作器侧面有绝热层；所述热温差发电器件，包括若干块串联的或/和并联的温差发电片单体，所述温差发电片单体与温差发电片单体之间通过绝热材料隔开；所述热温差发电制冷双向工作器与石墨烯导热型复合基体中的双向磁力泵、双向电控器件、超级电容相连接；所述石墨烯型热温差发电制冷双向工作器在双向电控器件的控制下，分别向磁力泵、超级电容提供电能；所述超级电容在双向电控器件的控制下，向石墨烯型热温差发电制冷双向工作器提供制冷所需的工作电能。