[发明专利]基于粉末反应的快速驱动装置及其驱动方法

说明书

本发明公开了基于粉末反应的快速驱动装置及其驱动方法。驱动潜水艇快速逃逸的瞬间力的产生大都需要功率较大的电磁线圈或复杂的液压系统，成本较高。本发明基于粉末反应的快速驱动装置，包括外壳、给料反应装置和膨胀气囊。外壳的内腔中设置有隔离板。给料反应装置包括给料反应壳、注料滑块、挤出螺杆、丝杠、封闭滑块、残渣清除件、前气囊固定组件和后气囊固定组件。本发明通过将反应物料送入反应腔后，电极放电使之反应并迅速产生大量气体，通过隔离滤网进入膨胀气囊。气囊迅速膨胀，挤压排水加速腔内液体或气体，进而能够迅速在出气口向外传递一个较大的瞬间力。将该瞬间力应用在水下机器人遇险时的快速逃逸。

技术领域

本发明属于动力发生装置技术领域，具体涉及一种基于粉末反应的快速驱动装置及其驱动方法。

背景技术

目前，在一些场合，往往需要在瞬间产生一个较大的力，以满足某些特殊要求(要求较高的初速度)：如水下机器人遇险时的快速逃逸等。然而，目前这些瞬间力的产生大都需要功率较大的电磁线圈或复杂的液压系统，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于粉末反应的快速驱动装置及其驱动方法。

本发明基于粉末反应的快速驱动装置，包括外壳、给料反应装置和膨胀气囊。所述外壳的内腔中设置有隔离板。隔离板将外壳的内腔分隔为安置腔和排水加速腔。外壳的尾部开设有与排水加速腔连通的排水口。膨胀气囊设置在排水加速腔内。给料反应装置包括给料反应壳、注料滑块、挤出螺杆、丝杠、封闭滑块、残渣清除件、前气囊固定组件和后气囊固定组件。给料反应壳固定在外壳的安置腔内。给料反应壳内开设有相互连通的存料腔、过渡腔和反应腔。存料腔的端部与过渡腔的中部连通。过渡腔的端部与反应腔的中部连通。反应腔的两端分别为出气端、排渣端。

所述膨胀气囊的一端与反应腔的出气端通过前气囊固定组件固定。膨胀气囊的另一端与外壳的排水加速腔通过后气囊固定组件固定。后气囊固定组件上设置有电磁通断阀；电磁通断阀的进气端与膨胀气囊的内腔连通。相互固定的挤出螺杆和丝杠同轴设置，且支承在存料腔内。挤出螺杆远离丝杠的那端位于存料腔、过渡腔的连接处。丝杠由给料电机驱动。

所述注料滑块与存料腔构成滑动副，且与丝杠构成螺旋副。存料腔内装有反应物料。注料滑块位于反应物料远离过渡腔的一侧。反应物料为点火后反应产生气体的粉末。封闭滑块与过渡腔构成滑动副。封闭滑块由液压缸驱动。所述的残渣清除件包括隔离滤网、反应端盖和连接杆。连接杆的两端与隔离滤网、反应端盖的中心位置分别固定。隔离滤网设置在反应腔的出气端。反应端盖与反应腔的排渣端可拆卸固定。反应端盖的内侧面上固定有点火装置。

进一步地，所述反应腔的出气端处设置有内螺纹。所述的前气囊固定组件包括气囊前固定套和气囊前固定环。气囊前固定套呈中空设置的两级阶梯轴状。气囊前固定套轴径较大的轴段内端设置有外螺纹。膨胀气囊的内端穿过气囊前固定套的内腔，且内端端部外翻至包裹住气囊前固定套轴径较小轴段的状态。气囊前固定环套置在气囊前固定套轴径较小的轴段上。气囊前固定环的外径与气囊前固定套轴径较大轴段的轴径相等。气囊前固定环的外侧壁设置有外螺纹。气囊前固定套、气囊前固定环上的外螺纹与反应腔出气端处的内螺纹连接。

进一步地，所述的后气囊固定组件包括气囊后固定套、气囊后固定环和气囊后密封盖。气囊后密封盖固定在外壳的排水加速腔尾端。气囊后密封盖的内侧面设置有内螺纹。气囊后固定套呈中空设置的两级阶梯轴状。气囊后固定套轴径较大的轴段内端设置有外螺纹。膨胀气囊的外端穿过气囊后固定套的内腔，且外端端部外翻至包裹住气囊后固定套轴径较小轴段的状态。气囊后固定环套置在气囊后固定套轴径较小的轴段上。气囊前固定环的外径与气囊前固定套轴径较大轴段的轴径相等。气囊前固定环的外侧壁设置有外螺纹。气囊后固定套、气囊后固定环上的外螺纹与气囊后密封盖上的内螺纹连接。

进一步地，所述的反应物料为叠氮化钠、硝酸钾和氧化硅混合物。

进一步地，所述过渡腔的轴线垂直于存料腔、反应腔的轴线。所述挤出螺杆的外径等于存料腔的直径。