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原文传递一种基于4D打印的仿生折叠翼及其制备方法和应用

专利名称：	一种基于4D打印的仿生折叠翼及其制备方法和应用
摘要：	本发明属于飞行器领域，并具体公开了一种基于4D打印的仿生折叠翼及其制备方法和应用。该仿生折叠翼的折叠翼鞘与仿生扑翼骨架连接，用于保护和贮存呈折叠状态的仿生折叠翼，仿生扑翼骨架仿蠼螋扑翼的形状，其内部设置有水循环流道，该仿生扑翼骨架可根据水循环流道中水的温度进行伸展和折叠，水循环控制系统与水循环流道连接，用于控制该水循环流道中的水的温度，扑翼覆膜覆盖在仿生扑翼骨架的表面。本发明提供的基于4D打印的仿生折叠翼能够保证该仿生折叠翼具有极大折叠率，同时仅需要水循环控制系统调整水循环流道中水的温度，便可实现仿生折叠翼的展开和折叠，能够避免使用繁琐的机械结构，具有简洁、高效、高机动性、智能化等优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	华中科技大学
发明人：	文世峰;陈道兵;周燕;刘洋;陈柯宇;王冲;胡辉;史玉升
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910573723.3
公开号：	CN110304246A
代理机构：	华中科技大学专利中心
代理人：	曹葆青;李智
分类号：	B64C33/02(2006.01);B;B64;B64C;B64C33
申请人地址：	430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号
主权项：	1.一种基于4D打印的仿生折叠翼，其特征在于，该仿生折叠翼包括折叠翼鞘(3)、仿生扑翼骨架(4)、水循环流道(5)、水循环控制系统(2)和扑翼覆膜(6)，其中：所述折叠翼鞘(3)与所述仿生扑翼骨架(4)连接，用于保护和贮存呈折叠状态的所述仿生折叠骨架(4)，所述仿生扑翼骨架(4)仿蠼螋扑翼的形状，伸展时呈扇形展开，其内部设置有所述水循环流道(5)，该仿生扑翼骨架(4)可根据所述水循环流道(5)中水的温度进行伸展和折叠，所述水循环控制系统(2)与水循环流道(5)连接，用于控制该水循环流道(5)中水的温度，所述扑翼覆膜(6)覆盖在所述仿生扑翼骨架(4)的表面，从而在所述仿生扑翼骨架(4)伸展的时候形成翼面。 2.如权利要求1所述的基于4D打印的仿生折叠翼，其特征在于，所述仿生扑翼骨架(4)与其内部的水循环流道(5)的长度之比为3:1～5:1。 3.如权利要求1或2所述的基于4D打印的仿生折叠翼，其特征在于，所述仿生扑翼骨架(4)和水循环流道(5)由NiTi形状记忆合金制成。 4.如权利要求1～3任一项所述的基于4D打印的仿生折叠翼，其特征在于，所述仿生扑翼骨架(4)进行折叠时首先进行褶皱式折叠，然后进行弯转折叠，最终收缩到所述折叠翼鞘(3)中。 5.如权利要求1所述的基于4D打印的仿生折叠翼，其特征在于，当水的温度为-10℃～10℃时，所述仿生折叠翼进行折叠，当水的温度为50℃～80℃时，所述仿生折叠翼进行伸展。 6.如权利要求1所述的基于4D打印的仿生折叠翼，其特征在于，所述基于4D打印的仿生折叠翼的折叠比率为1/10～1/5。 7.一种基于4D打印的仿生折叠翼的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤： (a)利用3D打印技术，对形状记忆合金进行三维成形，制得仿蠼螋扑翼形状的仿生扑翼骨架(4)和其内部的水循环流道(5)； (b)在预设温度下，利用机械压力使得所述仿生扑翼骨架(4)展开，从而对其进行温度定型； (c)将扑翼覆膜(6)覆盖在所述仿生扑翼骨架(4)的表面，并将所述水循环流道与水循环控制系统(2)连接，进而制得所述仿生折叠翼。 8.如权利要求7所述的基于4D打印的仿生折叠翼的制备方法，其特征在于，所述形状记忆合金优选为NiTi形状记忆合金，所述仿生扑翼骨架(4)与其内部的水循环流道(5)的长度之比为3:1～5:1。 9.如权利要求7所述的基于4D打印的仿生折叠翼的制备方法，其特征在于，所述预设温度优选为50℃～80℃。 10.一种扑翼飞行器，其特征在于，包括机体(1)和如权利要求1～6任一项所述的基于4D打印的仿生折叠翼，其中所述仿生折叠翼的水循环控制系统(2)设置在所述机体(1)内，所述折叠翼鞘(3)与所述机体(1)连接。
所属类别：	发明专利