CN111409805A - 阵列压力波驱动装置和运载装置 - Google Patents
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Abstract
申请提出了一种阵列压力波驱动装置和运载装置，控制伸缩器阵列中的多个伸缩器有规律地在流体介质中做伸缩运动，从而使流体介质形成如正弦波等波形的波，而波的形成就会将一个个含有质量流体介质从波的一端挪移到另一端，在挪移过程中产生反作用力，反作用力则作用在每一个伸缩器上，从而提供驱动基体移动的力。在本申请其中，驱动结构新颖，其可以根据控制各伸缩器的伸缩动作的顺序，控制驱动基体的移动方向，通过控制伸缩器的伸缩频率和伸缩幅度等控制驱动力的大小等，控制灵活，其在提供驱动力的时候，产生的噪音相比于螺旋桨而言，噪声更低。
Description
技术领域
本发明涉及到动力驱动领域，特别是涉及到一种阵列压力波驱动装置和运载装置。
背景技术
目前轮船或飞机等需要介质提供浮力实现运载功能的设备，都配备有动力驱动装置，以实现驱动轮船或飞机等设备的移动。
驱动装置主要包括螺旋桨结合电机的装置，其主要通过螺旋桨旋转，与其所处环境中的介质产生相对的力，以及化学原料经过化学反应形成喷射，得到反作用力等以实现驱动等。
但是螺旋桨式的驱动装置在驱动的时候存在噪音较大等问题，而化学反应喷射则存在危险，以及成本较高的问题。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种阵列压力波驱动装置和运载装置，旨在解决现有技术中驱动装置噪声大的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种阵列压力波驱动装置，包括：
驱动基体；
伸缩器阵列，包括多个伸缩器，多个所述伸缩器分别安装于所述驱动基体上；
控制器，用于控制所述伸缩器阵列动作；
当所述控制器控制所述伸缩器阵列上的伸缩器按照预设顺序、频率进行动作挤压外部的流体介质时，产生推动所述驱动基体移动的力。
进一步地，所述驱动基体成两端开口的腔体；
所述伸缩器阵列的多个伸缩器沿着腔体的长度方向分布，且与所述腔体的侧壁固定连接。
进一步地，所述伸缩器阵列的多个伸缩器通过支撑臂与所述腔体的侧壁固定连接。
进一步地，所述腔体为长条状腔体。
进一步地，所述伸缩器阵列中的伸缩器沿直线分布设置在所述腔体内。
进一步地，所述伸缩器阵列包括两组；两组所述伸缩器阵列正对设置。
进一步地，所述腔体为棱柱形腔体或圆柱形腔体。
进一步地，所述腔体为螺旋状。
进一步地，所述伸缩器包括电动推杆、气缸伸缩器、油缸伸缩器和电磁伸缩器中的一种或多种。
本申请还提出了一种运载装置，包括载体和如上述任一项所述的阵列压力波驱动装置；
所述阵列压力波驱动装置设置与所述载体上为所述载体提供驱动力。
进一步地，所述载体为船体，所述阵列压力波驱动装置包括两个，沿着所述船体的长度方向对称设置所述船体的两侧侧壁，或两侧底部。
本申请提出了一种阵列压力波驱动装置和运载装置，控制伸缩器阵列中的多个伸缩器有规律地在流体介质中做伸缩运动，从而使流体介质形成如正弦波等波形的波，而波的形成就会将一个个含有质量流体介质从波的一端挪移到另一端，在挪移过程中产生反作用力，反作用力则作用在每一个伸缩器上(相当于驱动力)，从而提供驱动基体移动的力。在本申请其中，驱动结构新颖，其可以根据控制各伸缩器的伸缩动作的顺序，控制驱动基体的移动方向，通过控制伸缩器的伸缩频率和伸缩幅度等控制驱动力的大小等，控制灵活，其在提供驱动力的时候，产生的噪音相比于螺旋桨而言，噪声更低。
附图说明
图1为本发明一实施例的阵列压力波驱动装置的结构示意图；
图2为本发明一实施例的阵列压力波驱动装置的结构示意图；
图3为本发明一实施例的阵列压力波驱动装置各伸缩器在配合驱动时的结构示意图；
图4为本发明一实施例的阵列压力波驱动装置各伸缩器在配合驱动时的结构示意图；
图5为本发明一实施例的阵列压力波驱动装置的结构示意图；
图6为本发明一实施例的运载装置的结构示意图；
图7为图6的A-A结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明专利，并不用于限定本发明专利。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少两个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用要求的保护范围之内。
参照图1，本发明实施例提供了一种阵列压力波驱动装置，包括：
驱动基体10；
伸缩器阵列，包括多个伸缩器20，多个所述伸缩器20分别安装于所述驱动基体10上；
控制器，用于控制所述伸缩器阵列动作；
当所述控制器控制所述伸缩器阵列上的伸缩器20按照预设顺序、频率进行动作挤压外部的流体介质时，产生推动所述驱动基体10移动的力。
在本实施例中，上述驱动基体10是一个承载体，其形状等可以不做具体限定，比如，驱动基体10是一个平板、柱体等，其安装伸缩器阵列的位置一般是刚性材质，以提供伸缩器20更好的支撑，减少缓冲带来的能量的损失。
上述伸缩器阵列是指由多个伸缩器20排列后组成的阵列，该阵列不应狭隘的理解为矩阵，而是一种分布设置的阵列。需要注意的是，无论阵列是什么形状，至少有两个伸缩器20的位置关系是沿着驱动基体10前端和后端连线的方向设置，使这两个伸缩器20在按照预设频率等工作的时候形成波，并使其伸缩动作控制该波的频率和幅度等。
上述控制器是用于控制伸缩器阵列运动的设备，其具有存储器和处理器等，存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，控制各驱动器的伸缩动作。控制器可以控制各伸缩器20的伸缩幅度和频率等，幅度和频率越快，其产生的推动上述驱动基体10的力越大。本申请中，各伸缩器20的位置是固定的，所以可以提前设定好控制各伸缩器20伸缩的参数，从而控制波的产生，以及波的传递方向等。
本申请实施例中，各伸缩器20相互配合，产生具有方向的流体介质波，从而产生相对流体介质波方向相反的作用力，从而使驱动基体10在流体介质中移动。
参照图2和图3，在一个实施例中，上述驱动基体10成两端开口的腔体；伸缩器阵列的多个伸缩器20沿着腔体的长度方向分布，且与所述腔体的侧壁固定连接。当驱动基体10是两端开口的腔体，且多个伸缩器20沿着腔体的长度方向分布的时候，伸缩器20运动产生波之后在腔体内部传递，从而提高阵列压力波驱动装置的能量转化效果，腔体侧壁可以有效地减少能量透过侧壁而向外扩散。
在本实施例中，上述伸缩器阵列的多个伸缩器20与所述侧壁12内侧直接连接，安装稳定。在需要阵列压力波驱动装置提供驱动力的时候，控制器控制各伸缩器20按照指定的频率和幅度动作。如图3所示，多个伸缩器20对称设置在腔体的侧壁12内侧上，并且在需要阵列压力波驱动装置提供驱动力的时候，控制器控制各相对的伸缩器20做相反的伸缩动作，提高驱动的效率。
参照图4，在本实施例中，上述伸缩器阵列的多个伸缩器20通过支撑臂11与所述腔体的侧壁12固定连接。上述支撑臂11的设置使伸缩器20悬空设置于腔体中，其可以在腔体内模仿游鱼的动作。支撑臂11会通过连杆等装置与侧壁12固定连接，以保证支撑臂固定悬空在腔体中。当伸缩器20固定在支撑臂11上的时候，其可以沿着垂直于支撑臂11的径向方向往复运动，具体地，支撑臂11上设置直通孔，伸缩器20设置在直通孔中，沿着直通口的长度方向做伸出直通孔的往复运动，或者通过连接比固定在支撑臂11上，相对支撑臂悬空设置等。在本实施例中，因为支撑臂11设置腔体内，无需限定各伸缩器20的伸缩方向一致，当然，为了生产和控制方便等，可以制作各伸缩器20的伸缩方向一致的阵列压力波驱动装置。
在其它实施例中，上述驱动基体10也可以只是一个支撑臂11而没有侧壁12，伸缩器和支撑臂直接模拟游鱼的动作在流体介质中游动。
在一个实施例中，上述腔体为长条状腔体。在其它实施例中也可以是其他形状的腔体，如弯曲的波浪形的腔体等。长条状腔体，在其内形成流体介质波的时候，其能量被侧壁损耗的能量相对弯曲的侧壁更少，提高能效。
在一个实施例中，上述伸缩器阵列中的伸缩器20沿直线分布设置在所述腔体内。将伸缩器20沿直线分布设置在所述腔体内，方便设置控制的程序，方便计算各伸缩器20在什么时候伸缩到哪一个相位等。在其它实施例中，也可以不在一条直线上，因为腔体内是流体介质波，所以其能量的传递是向周围辐射的，不将各伸缩器20安装在同一直线上，对波的产生和能效并不会产生很大的影响。
在一个实施例中，上述伸缩器阵列包括两组；两组所述伸缩器阵列正对设置。正对设置是指两组伸缩器阵列的伸缩器20的伸出方向相对，两组伸缩器阵列正对设置，配合使用后可以提高上述阵列压力波驱动装置的驱动力等。
在一个实施例中，上述腔体为棱柱形腔体或圆柱形腔体。
在一个实施例中，所述腔体为螺旋状。螺旋状的腔体，可以在有限的空间内增加腔体的长度，从而提高伸缩器阵列的伸缩器20的布置数量等，提高上述阵列压力波驱动装置的可输出驱动力等。
参照图5，在一个实施例中，承载基体10呈梭状，在梭状的承载基体10的两侧弧形面上分别设置有伸缩器阵列。梭状的承载基体10在流体介质中更适合游动。设置在梭状的承载基体10的两侧弧形面的伸缩器阵列优选对称设置，方便设计控制伸缩器阵列中各伸缩器20的运动状态等。
在一个实施例中，上述伸缩器20包括电动推杆、气缸伸缩器20、油缸伸缩器20和电磁伸缩器20中的一种或多种。
在一个实施例中，还包括防流体介质进入伸缩器20的伸缩腔的隔层。比如，伸缩器20的伸缩杆的顶部与驱动基体10之间连接有防流体介质穿过的隔层，该隔层配合驱动基体10将伸缩器20全包围，且留伸缩器20伸缩空间的长度等。
本申请实施例还提供一种运载装置，包括载体100和如上述任一实施例所述的阵列压力波驱动装置；所述阵列压力波驱动装置设置与所述载体上为所述载体提供驱动力。
在一个具体实施例中，船体的外侧壁即为上述的驱动基体10，伸缩器阵列设置在外侧壁上。
进一步地，可以在外侧壁上设置挡板，沿着船体的长度方向，挡板与侧壁配合形成一个前后开口，以及底部开口的流道，此时，当伸缩器阵列动作的时候，产生的能量一部分沿着流道的长度方向，用于产生驱动船体的动力，还有一部能量会沿着底部开口传递，用于产生向上托举船体的作用，使船体减小浸入水中的体积，减小移动时水的阻力等。
上述载体可以是船体或者飞机等，其对应的流体介质可以是水或者空气等。
在一个实施例中，所述载体为船体，所述阵列压力波驱动装置包括两个，沿着所述船体的长度方向对称设置所述船体的两侧侧壁，或两侧底部。
参照图6和图7，在一个实施例中，运载装置是轮船，载体10包括球鼻艏101，在球鼻艏101的后侧延伸向船尾的部分设置有长条状的驱动基体10，驱动基体10突出于载体的底部设置，多个伸缩器20设置在驱动基体10上，其振动方向是沿着船体的宽度方向，且可贯穿驱动基体10振动，这样既可以模拟游鱼在流体介质中产生波。进一步地，本实施例中，驱动基体10与载体10的底部一体成型。在其它实施例中，是通过焊接、螺钉等固定方式将驱动基体10固定在轮船的底部。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种阵列压力波驱动装置，其特征在于，包括：
驱动基体；
伸缩器阵列，包括多个伸缩器，多个所述伸缩器分别安装于所述驱动基体上；
控制器，用于控制所述伸缩器阵列动作；
当所述控制器控制所述伸缩器阵列上的伸缩器按照预设顺序、频率进行动作挤压外部的流体介质时，产生推动所述驱动基体移动的力。
2.根据权利要求1所述的阵列压力波驱动装置，其特征在于，所述驱动基体成两端开口的腔体；
所述伸缩器阵列的多个伸缩器沿着腔体的长度方向分布，且与所述腔体的侧壁固定连接。
3.根据权利要求2所述的阵列压力波驱动装置，其特征在于，所述伸缩器阵列的多个伸缩器通过支撑臂与所述腔体的侧壁固定连接。
4.根据权利要求2或3所述的阵列压力波驱动装置，其特征在于，所述腔体为长条状腔体。
5.根据权利要求4所述的阵列压力波驱动装置，其特征在于，所述伸缩器阵列中的伸缩器沿直线分布设置在所述腔体内。
6.根据权利要求2所述的阵列压力波驱动装置，其特征在于，所述伸缩器阵列包括两组；
两组所述伸缩器阵列正对设置。
7.根据权利要求2所述的阵列压力波驱动装置，其特征在于，所述腔体为棱柱形腔体或圆柱形腔体。
8.根据权利要求2所述的阵列压力波驱动装置，其特征在于，所述腔体为螺旋状。
9.一种运载装置，其特征在于，包括载体和如权利要求1-9中任一项所述阵列压力波驱动装置；
所述阵列压力波驱动装置设置与所述载体上为所述载体提供驱动力。
10.根据权利要求9所述的运载装置，其特征在于，所述载体为船体，所述阵列压力波驱动装置包括两个，沿着所述船体的长度方向对称设置所述船体的两侧侧壁，或两侧底部。
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