Микроподводные движители. Виды микро-движителей

Сентябрь 5, 2022

Главная
Физика
Микроподводные движители. Виды микро-движителей

Содержание

2. Движитель Движитель — устройство, преобразующее энергию двигателя либо внешнего источника в полезную работу по перемещению транспортного
3. Виды микро-движителей Имитирующий гусеницу и червями (движитель – тело робота). «Рыбий хвост» (движитель – тело робота,
5. Плюсы использования движителей на основе бионических принципов являются экологически чистыми; обладают высокой эффективностью; имеют малый уровень
6. Материалы для движителей Пьезоэлектрическая керамика (Пьезокера́мика )— искусственный материал, обладающий пьезоэлектрическими и сегнетоэлектрическими свойствами, имеющий поликристаллическую
7. Материал движителей - электроактивные полимеры Электроактивные полимеры (ЭАП) - полимеры, изменяющие форму при приложении к ним
8. Преимущества электроактивных полимеров в качестве искусственных мышц: - движение контролируется электрически; - малый вес; - полностью
9. Электроактивные полимеры подразделяются на 2 большие группы: ионные ЭАП и электронные ЭАП, внутри групп имеется более
10. К их достоинствам относятся: - большие деформации (20-380%); - умеренные механические напряжения (до нескольких МПа в
11. Рис.5 - Актюатор с 4-мя степенями свободы Рuc.4 - Принцип работы актюатора из диэлектрического эластомера
12. Микродвижитель «Осьминог» Принцип работы данного микродвижителя построен на подачи давления в пневматические контуры. Источником питания используется
13. «Осьминог 2»
14. Движитель «рыбий хвост» Микроробот Минога
15. Гребной винт Гребно́й винт — наиболее распространённый современный движитель судов, а также конструктивная основа движителей других
16. Разновидности винтов Винты с кольцевым крылом вращаются в открытом полом цилиндре (такие винты также известны как
18. Скачать презентацию

Слайд 2

Движитель
Движитель — устройство, преобразующее энергию двигателя либо внешнего источника в полезную работу по перемещению транспортного средства. Является частью

машин.
Примеры подводных движителей:
Ластовый движитель — пловцы, малые суда, подводный планер, акваскипер.
Гребной винт — суда и корабли.
Водомётный движитель — малые суда.

Слайд 3

Виды микро-движителей
Имитирующий гусеницу и червями (движитель – тело робота).
«Рыбий хвост» (движитель

– тело робота, хвост)
Змея (движитель – тело робота)
«Осьминог» (движитель – Щупальца, 4 камеры)
Гребной винт
Лапы лобстера

Слайд 4

Слайд 5

Плюсы использования движителей на основе бионических принципов
являются экологически чистыми;
обладают высокой эффективностью;

имеют малый уровень акустического излучения;
могут совмещать в себе функции нескольких устройств (движителя, управляющего устройства, стабилизатора);
обеспечивают высокие маневренные качества;
имеют сравнительно низкое аэрогидродинамическое сопротивление в «отключенном» состоянии;
имеют простую «механику» и небольшие весовые параметры;

Слайд 6

Материалы для движителей
Пьезоэлектрическая керамика (Пьезокера́мика )— искусственный материал, обладающий пьезоэлектрическими и сегнетоэлектрическими свойствами, имеющий поликристаллическую структуру.

Сплавы с памятью формы - явление возврата к первоначальной форме при нагреве, которое наблюдается у некоторых материалов после предварительной деформации.
Магнитострикционные сплавы

Слайд 7

Материал движителей - электроактивные полимеры
Электроактивные полимеры (ЭАП) - полимеры, изменяющие форму при

приложении к ним электрического напряжения. Они могут использоваться как двигатели так и сенсоры.

Слайд 8

Преимущества электроактивных полимеров в качестве искусственных мышц:
- движение контролируется электрически; - малый

вес; - полностью бесшумные; - выходная мощность увеличивается с размерами; - могут быть изготовлены тонкие устройства с актюаторами от 0.1 до 10 мм; - имитация движения животных достигается комбинацией актюаторных элементов; - варьируя конструкции актюаторов, можно реализовать практически любой вид движения ; - малый расход электроэнергии; - долговременная работоспособность (до года); - работают в воде и на воздухе.

Слайд 9

Электроактивные полимеры подразделяются на 2 большие группы: ионные ЭАП и электронные

ЭАП, внутри групп имеется более подробное деление
Ионные ЭАП: - Полимерные гели (IGL). - Ионные композиты полимер-металл (IPMC). - Проводящие полимеры (СР). - Углеродные нанотрубки (CNT).
Электронные ЭАП: - Пьезоэлектрические полимеры (РР). - Электрострикционные полимеры (ЕР). - Диэлектрические эластомеры (DE). - Жидкокристаллические эластомеры (LCE). - Аэрогели из углеродных нанотрубок.

Слайд 10

К их достоинствам относятся:
- большие деформации (20-380%); - умеренные механические напряжения (до

нескольких МПа в пике); - высокая удельная нагрузка (10 К - 3,4 МДж/мЗ); - широкий диапазон частот (10 Гц -1 кГц); - низкая стоимость и доступность; - малые токи; - хорошая электромеханическая связь и эффективность (КПД) (>15% обычно, 90% max).
К недостаткам относят высокие рабочие электрические напряжения (> 1кВ) и поля (~150 МВ/м).

Слайд 11

Рис.5 - Актюатор с 4-мя степенями свободы
Рuc.4 - Принцип работы актюатора

из диэлектрического эластомера

Слайд 12

Микродвижитель «Осьминог»
Принцип работы данного микродвижителя построен на подачи давления в пневматические

контуры.
Источником питания используется пероксид водорода, который с помощью катализатора разлагается на пар и газообразный кислород.
Движитель конструируется при помощи 3D-принтера.

Слайд 13

«Осьминог 2»

Слайд 14

Движитель «рыбий хвост»
Микроробот Минога

Слайд 15

Гребной винт
Гребно́й винт — наиболее распространённый современный движитель судов, а также конструктивная основа движителей

других типов.
Любой современный гребной винт — лопастной, и состоит из ступицы и лопастей, установленных на ступице радиально на одинаковом расстоянии друг от друга и повёрнутых на одинаковый угол относительно плоскости вращения, и представляющих собой крылья среднего или малого удлинения.

Слайд 16

Разновидности винтов
Винты с кольцевым крылом вращаются в открытом полом цилиндре (такие винты также

известны как импеллеры), что при малой частоте вращения гребного винта обеспечивает прирост упора до 6 %. Такая насадка применяется для дополнительной защиты от попадания посторонних предметов в рабочую область и повышения эффективности работы винта. Часто применяются на судах, ходящих по мелководью.
Суперкавитирующие винты со специальным покрытием и особой формой лопастей предназначены для постоянной работы в условиях кавитации. (Применяются на быстроходных судах.)

Микроподводные движители. Виды микро-движителей

Содержание

Виды микро-движителейИмитирующий гусеницу и червями (движитель – тело робота).«Рыбий хвост» (движитель

Плюсы использования движителей на основе бионических принциповявляются экологически чистыми;обладают высокой эффективностью;

Материал движителей - электроактивные полимерыЭлектроактивные полимеры (ЭАП) - полимеры, изменяющие форму при

Преимущества электроактивных полимеров в качестве искусственных мышц: - движение контролируется электрически; - малый

Электроактивные полимеры подразделяются на 2 большие группы: ионные ЭАП и электронные

К их достоинствам относятся:- большие деформации (20-380%); - умеренные механические напряжения (до

Рис.5 - Актюатор с 4-мя степенями свободыРuc.4 - Принцип работы актюатора

Микродвижитель «Осьминог»Принцип работы данного микродвижителя построен на подачи давления в пневматические