一种舵叶结构

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1.本实用新型涉及舵叶结构技术领域，特别是涉及一种舵叶结构。

背景技术：

2.为了提高水下滑翔机的运动灵活性，部分水下滑翔机会在机体上配备方向舵。传统的方向舵采用电机驱动或者液压驱动的设计，传动机构较为复杂，难以满足深水潜航的密封及耐压要求。
3.如授权公告号为cn111470041b、授权公告日为2022.02.01的中国发明专利公开了一种仿生飞鱼滑翔翼及其制造方法，具体公开了该仿生飞鱼滑翔翼包括滑翔翼主体、尾鳍和温度控制系统，其中滑翔翼主体和尾鳍由形状记忆合金丝制成，并且滑翔翼主体的尾部与尾鳍连接，以此形成仿生飞鱼结构，温度控制系统设置在滑翔翼主体的内部，用于通过调整发热功率控制水循环温度，以此控制尾鳍的温度，从而根据滑翔状态调节尾鳍的弯曲形状。
4.现有技术中的仿生飞鱼滑翔翼及其制造方法采用了由形状记忆合金丝制成的尾鳍，在不同温度下，使得尾鳍向上弯曲、处于水平或向下弯曲。但是，现有尾鳍工作时处于海水中，并与海水直接接触，难以通过温度控制系统产生的热量传递至尾鳍，尾鳍弯曲变形的能耗大，方向控制的工作效率低。

技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种舵叶结构，以解决难以通过温度控制系统产生的热量传递至尾鳍，尾鳍弯曲变形的能耗大，方向控制的工作效率低的问题。
6.本实用新型的舵叶结构的技术方案为：
7.舵叶结构包括舵叶本体和形状记忆合金丝，所述舵叶本体为弹性板，所述舵叶本体具有两个侧面，所述舵叶本体的两个侧面相背设置；
8.所述舵叶本体的一个侧面上设有至少两个固定部，至少两个所述固定部呈间隔分布，所述形状记忆合金丝连接于至少两个所述固定部之间；
9.所述形状记忆合金丝为双程形状记忆合金丝，所述形状记忆合金丝的端部还设有用于与电源相连的接电端；
10.所述舵叶结构具有弯曲状态和平直状态，在通电时，所述形状记忆合金丝的长度收缩，以使所述舵叶本体变形至弯曲状态；
11.在断电时，所述形状记忆合金丝的长度伸展，以使所述舵叶本体保持平直状态。
12.进一步的，所述形状记忆合金丝的外部包覆有绝缘隔热结构，所述绝缘隔热结构为柔性结构或弹性结构。
13.进一步的，所述绝缘隔热结构包括柔性外膜层和内隔热层，所述柔性外膜层的内部设有走线通道，所述形状记忆合金丝贯穿于所述走线通道中；
14.所述形状记忆合金丝与所述走线通道间隙配合，所述内隔热层填充于所述走线通道与所述形状记忆合金丝之间的间隔中。
15.进一步的，所述内隔热层为隔热油。
16.进一步的，所述固定部设有两个，所述形状记忆合金丝牵拉连接于两个所述固定部之间，以对所述舵叶本体形成弯曲力臂。
17.进一步的，两个所述固定部在机体的前后方向上间隔分布，在断电时，所述形状记忆合金丝的长度延伸方向相对于所述舵叶本体的侧面呈倾斜布置；
18.或者，两个所述固定部在机体的前后方向上间隔分布，所述形状记忆合金丝与所述舵叶本体的侧面平行间隔设置。
19.进一步的，所述舵叶本体设有相对的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘用于与机体相连，所述第二边缘远离机体设置；
20.其中一个所述固定部布置于靠近所述第一边缘处，另一个所述固定部布置于靠近所述第二边缘处。
21.进一步的，所述形状记忆合金丝设置有两个或两个以上，两个或两个以上所述形状记忆合金丝平行间隔分布。
22.进一步的，所述形状记忆合金丝为镍钛合金丝，所述舵叶本体为弹性橡胶板、弹性塑料板或弹性金属板。
23.有益效果：该舵叶结构采用舵叶本体、形状记忆合金丝和至少两个固定部的设计形式，至少两个固定部设于舵叶本体的侧面上呈间隔分布，形状记忆合金丝连接于至少两个固定部之间；由于形状记忆合金丝本身具有发热电阻，通过形状记忆合金丝的接电端与电源导电相连，利用形状记忆合金丝通电后发热断电后自动降温的特性，实现了对形状记忆合金丝温度控制的目的。
24.在水下工作时，由于形状记忆合金丝本身与海水的接触面积小，自身发热速度远大于向周围海水中散热的速度，通电产生的热量能够集聚在形状记忆合金丝中使其快速升温，短时间内热量耗散更少，降低了舵叶结构的弯曲变形能耗，方向控制的工作效率更高。
25.其中，形状记忆合金丝采用具有双程记忆效应的双程形状记忆合金丝，双程记忆效应即包含有高温相形状和低温相形状，形状记忆合金丝通电发热至高温时，其长度收缩并带动舵叶本体变形至弯曲状态；形状记忆合金丝断电后降温至低温时，其长度伸展并使舵叶本体在弹力作用下自动恢复平直状态，通过形状记忆合金丝实现了对舵叶本体形变控制的目的。
26.并且，在断电时，形状记忆合金丝的长度延伸方向相对于舵叶本体的侧面呈倾斜布置，或者，形状记忆合金丝与舵叶本体的侧面平行间隔设置，确保形状记忆合金丝通电发热进行收缩时，形状记忆合金丝的收缩牵拉力相对于舵叶本体的侧面形成了弯曲力臂，确保能够对舵叶本体产生可靠的形变作用力。
附图说明
27.图1为本实用新型的舵叶结构的具体实施例中舵叶结构(处于平直状态时)的立体示意图；
28.图2为本实用新型的舵叶结构的具体实施例中舵叶结构(处于弯曲状态时)的立体
示意图；
29.图3为图1中舵叶结构的俯视示意图；
30.图4为本实用新型的舵叶结构的具体实施例中形状记忆合金丝和绝缘隔热结构的截面示意图。
31.图中：1、舵叶本体；11、第一边缘；12、第二边缘；2、形状记忆合金丝；3、固定部；4、绝缘隔热结构；41、柔性外膜层；42、内隔热层。
具体实施方式
32.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
33.本实用新型的舵叶结构的具体实施例1，如图1至图4所示，舵叶结构包括舵叶本体1和形状记忆合金丝2，舵叶本体1为弹性板，舵叶本体1具有两个侧面，舵叶本体1的两个侧面相背设置；舵叶本体1的一个侧面上设有至少两个固定部3，至少两个固定部3呈间隔分布，形状记忆合金丝2连接于至少两个固定部3之间；形状记忆合金丝2为双程形状记忆合金丝，形状记忆合金丝2的端部还设有用于与电源相连的接电端20；舵叶结构1具有弯曲状态和平直状态，在通电时，形状记忆合金丝2的长度收缩，以使舵叶本体1变形至弯曲状态；在断电时，形状记忆合金丝2的长度伸展，以使舵叶本体1保持平直状态。
34.该舵叶结构采用舵叶本体1、形状记忆合金丝2和至少两个固定部3的设计形式，至少两个固定部3设于舵叶本体1的侧面上呈间隔分布，形状记忆合金丝2连接于至少两个固定部3之间；由于形状记忆合金丝2本身具有发热电阻，通过形状记忆合金丝2的接电端20与电源导电相连，利用形状记忆合金丝2通电后发热断电后自动降温的特性，实现了对形状记忆合金丝2温度控制的目的。在水下工作时，由于形状记忆合金丝2本身与海水的接触面积小，自身发热速度远大于向周围海水中散热的速度，通电产生的热量能够集聚在形状记忆合金丝2中使其快速升温，短时间内热量耗散更少，降低了舵叶结构的弯曲变形能耗，方向控制的工作效率更高。
35.其中，形状记忆合金丝2采用具有双程记忆效应的双程形状记忆合金丝，双程记忆效应即包含有高温相形状和低温相形状，形状记忆合金丝2通电发热至高温时，其长度收缩并带动舵叶本体1变形至弯曲状态；形状记忆合金丝2断电后降温至低温时，其长度伸展并使舵叶本体1在弹力作用下自动恢复平直状态，通过形状记忆合金丝2实现了对舵叶本体1形变控制的目的。
36.在本实施例中，形状记忆合金丝2的外部包覆有绝缘隔热结构4，如图4所示，绝缘隔热结构4为柔性结构或弹性结构，能够适应形状记忆合金丝2的长度伸缩变化。具体的，绝缘隔热结构4包括柔性外膜层41和内隔热层42，柔性外膜层41的内部设有走线通道，形状记忆合金丝2贯穿于柔性外膜层41的走线通道中；形状记忆合金丝2与走线通道间隙配合，内隔热层42填充于走线通道与形状记忆合金丝2之间的间隔中。作为进一步的优选方案，内隔热层42为隔热油。
37.在形状记忆合金丝2的外部包覆绝缘隔热结构4，通过绝缘隔热结构4将形状记忆合金丝2与外界海水进行有效隔绝，避免了海水对形状记忆合金丝2产生腐蚀作用，提高了形状记忆合金丝2的使用寿命和工作稳定性；而且，通过包覆的绝缘隔热结构4避免了形状
记忆合金丝2中的电流传导至海水中，提高了通电发热的能量转化效率。更重要的是，绝缘隔热结构4采用柔性外膜层41和内隔热层42的双层设计，通过隔热油有效地阻断了形状记忆合金丝2通电后产生的热量向海水中传递，确保了形状记忆合金丝2能够快速升温产生收缩变化，提高了整机能量的利用率。
38.作为进一步的优选方案，固定部3设有两个，形状记忆合金丝2牵拉连接于两个固定部3之间，以对舵叶本体1形成弯曲力臂；具体的，两个固定部3在机体的前后方向上间隔分布，在断电时，形状记忆合金丝2的长度延伸方向相对于舵叶本体1的侧面呈倾斜布置；或者，两个固定部3在机体的前后方向上间隔分布，形状记忆合金丝2与舵叶本体1的侧面平行间隔设置。不论是形状记忆合金丝2倾斜于舵叶本体1的侧面设置，还是形状记忆合金丝2与舵叶本体1的侧面平行间隔设置，在形状记忆合金丝2通电发热产生收缩牵拉效果时，确保能够对舵叶本体1形成有效的弯曲力臂。
39.在本实施例中，舵叶本体1设有相对的第一边缘11和第二边缘12，第一边缘11用于与机体相连，第二边缘12远离机体设置；相对应的，舵叶本体1的第一边缘11与机体相连，第二边缘12远离机体设置，即第一边缘11为舵叶本体1的前边缘，第二边缘12为舵叶本体1的后边缘。
40.其中一个固定部3布置于靠近第一边缘11处，另一个固定部3布置于靠近第二边缘12处。即一个固定部3设置于舵叶本体1的前部，另一个固定部3设置于舵叶本体1的后部，形状记忆合金丝2沿机体的前后方向延伸布置并连接于舵叶本体1的左/右侧，从而能够使舵叶本体1发生左右弯曲变形，实现了控制水下滑翔机完成转向的目的。
41.并且，形状记忆合金丝2设置有两个，两个形状记忆合金丝2平行间隔分布，通过两个并列的形状记忆合金丝2可产生双倍的收缩牵拉力，保证能够稳定地牵拉舵叶本体1发生弯曲形变。形状记忆合金丝2为镍钛合金丝，舵叶本体1为弹性橡胶板，且形状记忆合金丝2的收缩牵引力大于舵叶本体1本身的弹性恢复力。
42.本实用新型的舵叶结构的其他具体实施例，为了满足不同的使用需求，可对具体实施例1中形状记忆合金丝的设计位置进行灵活调整，例如：在舵叶本体的两个侧面分别设置有形状记忆合金丝，控制两个形状记忆合金丝的错开通、断电。对一个侧面的形状记忆合金丝通电时，对另一个侧面的形状记忆合金丝断电，通电的形状记忆合金丝的长度小于断电的形状记忆合金丝的长度，此时舵叶本体处于弯曲状态；对一个侧面的形状记忆合金丝断电时，对另一个侧面的形状记忆合金丝通电，断电的形状记忆合金丝的长度等于通电的形状记忆合金丝的长度，此时舵叶本体处于平直状态。
43.相对应的，可对具体实施例1中形状记忆合金丝的设计数量进行灵活调整，例如：形状记忆合金丝可设置有三个，三个形状记忆合金丝牵拉线连接于两个固定部之间，三个形状记忆合金丝平行间隔分布，能够产生三倍的收缩牵拉力。另外，舵叶本体可为弹性塑料板或弹性金属板，确保形状记忆合金丝产生的收缩牵拉力大于舵叶本体自身的弹性恢复力即可。
44.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种舵叶结构，其特征是，包括舵叶本体和形状记忆合金丝，所述舵叶本体为弹性板，所述舵叶本体具有两个侧面，所述舵叶本体的两个侧面相背设置；所述舵叶本体的一个侧面上设有至少两个固定部，至少两个所述固定部呈间隔分布，所述形状记忆合金丝连接于至少两个所述固定部之间；所述形状记忆合金丝为双程形状记忆合金丝，所述形状记忆合金丝的端部还设有用于与电源相连的接电端；所述舵叶结构具有弯曲状态和平直状态，在通电时，所述形状记忆合金丝的长度收缩，以使所述舵叶本体变形至弯曲状态；在断电时，所述形状记忆合金丝的长度伸展，以使所述舵叶本体保持平直状态。2.根据权利要求1所述的舵叶结构，其特征是，所述形状记忆合金丝的外部包覆有绝缘隔热结构，所述绝缘隔热结构为柔性结构或弹性结构。3.根据权利要求2所述的舵叶结构，其特征是，所述绝缘隔热结构包括柔性外膜层和内隔热层，所述柔性外膜层的内部设有走线通道，所述形状记忆合金丝贯穿于所述走线通道中；所述形状记忆合金丝与所述走线通道间隙配合，所述内隔热层填充于所述走线通道与所述形状记忆合金丝之间的间隔中。4.根据权利要求3所述的舵叶结构，其特征是，所述内隔热层为隔热油。5.根据权利要求1所述的舵叶结构，其特征是，所述固定部设有两个，所述形状记忆合金丝牵拉连接于两个所述固定部之间，以对所述舵叶本体形成弯曲力臂。6.根据权利要求5所述的舵叶结构，其特征是，两个所述固定部在机体的前后方向上间隔分布，在断电时，所述形状记忆合金丝的长度延伸方向相对于所述舵叶本体的侧面呈倾斜布置；或者，两个所述固定部在机体的前后方向上间隔分布，所述形状记忆合金丝与所述舵叶本体的侧面平行间隔设置。7.根据权利要求5所述的舵叶结构，其特征是，所述舵叶本体设有相对的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘用于与机体相连，所述第二边缘远离机体设置；其中一个所述固定部布置于靠近所述第一边缘处，另一个所述固定部布置于靠近所述第二边缘处。8.根据权利要求5所述的舵叶结构，其特征是，所述形状记忆合金丝设置有两个或两个以上，两个或两个以上所述形状记忆合金丝平行间隔分布。9.根据权利要求1所述的舵叶结构，其特征是，所述形状记忆合金丝为镍钛合金丝，所述舵叶本体为弹性橡胶板、弹性塑料板或弹性金属板。

技术总结

本实用新型提供了一种舵叶结构，涉及舵叶结构领域。舵叶结构包括舵叶本体和形状记忆合金丝，舵叶本体为弹性板，舵叶本体具有两个侧面，舵叶本体的两个侧面相背设置；舵叶本体的一个侧面设有至少两个固定部，至少两个固定部呈间隔分布，形状记忆合金丝连接于至少两个固定部之间；形状记忆合金丝为双程形状记忆合金丝，形状记忆合金丝的端部设有用于与电源相连的接电端；舵叶结构具有弯曲状态和平直状态，在通电时，形状记忆合金丝的长度收缩，以使舵叶本体变形至弯曲状态；在断电时，形状记忆合金丝的长度伸展，以使舵叶本体保持平直状态。通过形状记忆合金丝对舵叶本体的形变控制，短时间内热量耗散更少，降低了弯曲变形能耗，控制工作效率高。制工作效率高。制工作效率高。