本技術(shù)涉及一種仿生非光滑表面裝置，具體是一種可變的仿生非光滑表面減阻降噪變形裝置。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代工程領(lǐng)域，流體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題無(wú)處不在，從航空航天器的設(shè)計(jì)到船舶的建造，再到汽車和高速列車的空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化，都涉及到如何減小阻力、降低噪音的問(wèn)題。傳統(tǒng)減阻降噪技術(shù)通常集中在表面光滑化處理和減小懸掛物的阻力上，但這些方法具有一定的局限性。

2、自然界中的生物體展現(xiàn)出了對(duì)流體的優(yōu)化適應(yīng)性，為研究人員提供了啟示。以魚類的鱗片、鳥(niǎo)類的羽毛以及海豚的皮膚為例，它們都具備非光滑的表面結(jié)構(gòu)，能夠有效地降低阻力和噪音。這樣的非光滑表面會(huì)在水流或氣流中形成漩渦區(qū)，從而減輕碰撞磨損，同時(shí)改善葉片表面的流場(chǎng)，減小低壓區(qū)域并抑制汽蝕現(xiàn)象。另一方面，聲波在空氣中的傳播遇到筑物、墻壁、地面等障礙物時(shí)，會(huì)發(fā)生反射、折射和衍射等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致聲波的衰減。而當(dāng)聲波在非光滑表面的凹槽中傳播時(shí)，會(huì)增加其在表面的反射次數(shù)，消耗更多能量，進(jìn)而提高聲波的吸收效果，從而達(dá)到降噪的效果。

3、盡管研究人員已經(jīng)開(kāi)始研究并借鑒生物的仿生減阻降噪表面技術(shù)，但現(xiàn)行的仿生減阻降噪表面仍面臨一些挑戰(zhàn)。特別是，這些表面的結(jié)構(gòu)往往是固定不變的，難以適應(yīng)流體參數(shù)的變化，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)最佳的減阻降噪效果。因此，開(kāi)發(fā)一種新型的仿生非光滑表面減阻降噪變形裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的局限性，顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有減阻降噪技術(shù)的不足，提供一種仿生非光滑表面減阻降噪變形裝置。

2、本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

3、本實(shí)用新型包括圓弧形凹槽模塊和三角形凹槽模塊，并通過(guò)鉸鏈連接在一起；所述圓弧形凹槽模塊和三角形凹槽模塊設(shè)置于矩形溝槽內(nèi)，每個(gè)溝槽的兩端各有一對(duì)上下對(duì)稱的水平凹槽，第一側(cè)面齒條桿和第二側(cè)面齒條桿通過(guò)滑塊與這些水平凹槽相連接。

4、在裝置的側(cè)面中間固定著一個(gè)齒輪，用于驅(qū)動(dòng)第一側(cè)面齒條桿和第二側(cè)面齒條桿進(jìn)行水平移動(dòng)；在矩形溝槽的兩側(cè)，各設(shè)有相應(yīng)的矩形缺口，這些缺口用于支撐所述圓弧形凹槽模塊和三角形凹槽模塊，以實(shí)現(xiàn)模塊的靈活變形。

5、進(jìn)一步說(shuō)，所述圓弧形凹槽模塊，從左至右依次包括第一矩形弧形活動(dòng)板，曲面連桿機(jī)構(gòu)，第二矩形弧形活動(dòng)板；第一矩形弧形活動(dòng)板和第二矩形弧形活動(dòng)板分別放置在矩形缺口上，而曲面連桿機(jī)構(gòu)通過(guò)鉸鏈與這兩個(gè)矩形弧形活動(dòng)板連接，能夠隨著矩形弧形活動(dòng)板的平移而伸縮。

6、更進(jìn)一步，所述的曲面連桿機(jī)構(gòu)由一系列短桿和長(zhǎng)桿組成，依次包括第一短桿、第二短桿、第一長(zhǎng)桿、第二長(zhǎng)桿、第三短桿、第四短桿、第五短桿、第六短桿以及一對(duì)弧形板；

7、所述第一長(zhǎng)桿和第二長(zhǎng)桿通過(guò)鉸鏈相連，它們的連接點(diǎn)共同構(gòu)成了一個(gè)圓弧曲面的中心，第一長(zhǎng)桿和第二長(zhǎng)桿分別通過(guò)鉸鏈與第一短桿、第二短桿以及第一矩形弧形活動(dòng)板相連，形成了一個(gè)菱形的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了圓弧曲面的左上部分；第一長(zhǎng)桿和第二長(zhǎng)桿也通過(guò)鉸鏈與第三短桿和第四短桿相連，形成另一個(gè)菱形結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了圓弧曲面的下半部分；第一長(zhǎng)桿和第二長(zhǎng)桿還與第五短桿、第六短桿以及第二矩形弧形活動(dòng)板以菱形方式連接，組成圓弧曲面的右上部分。

8、進(jìn)一步說(shuō)，所述三角形凹槽模塊從左至右依次包括第一矩形活動(dòng)板、第一圓角板、第二圓角板以及第二矩形活動(dòng)板；其中，第一矩形活動(dòng)板和第二矩形活動(dòng)板分別置于矩形缺口上，形成穩(wěn)定的支撐；第一圓角板與第二圓角板通過(guò)鉸鏈連接，形成一個(gè)靈活的v型結(jié)構(gòu)；兩組圓角板通過(guò)鉸鏈分別與兩側(cè)的矩形活動(dòng)板相連，使得它們的夾角能夠隨著矩形活動(dòng)板的運(yùn)動(dòng)而適時(shí)調(diào)整。

9、進(jìn)一步說(shuō)，所述圓弧形凹槽模塊中的弧形板與三角形凹槽模塊中的圓角板內(nèi)嵌入了多孔剛性聚氨酯泡沫薄膜，能夠隨著裝置的擴(kuò)展和收縮而靈活伸展。

10、本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、調(diào)節(jié)靈活、擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)。本裝置采用了可變的圓弧形凹槽模塊以及三角形凹槽模塊的變形來(lái)實(shí)現(xiàn)減阻和降噪的功能，裝置內(nèi)部的齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠靈活調(diào)節(jié)裝置的減阻和降噪效果，而多孔剛性聚氨酯泡沫薄膜的應(yīng)用增加了整體的吸震能力。此外，裝置具有擴(kuò)展性，可以通過(guò)疊加新的矩形溝槽與側(cè)面齒條桿向外延伸，連接多個(gè)三角形凹槽模塊與圓弧形凹槽模塊，以滿足不同領(lǐng)域的需求。

技術(shù)特征：

1.一種仿生非光滑表面減阻降噪變形裝置，其特征在于，包括圓弧形凹槽模塊和三角形凹槽模塊，并通過(guò)鉸鏈連接在一起；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生非光滑表面減阻降噪變形裝置，其特征在于，所述圓弧形凹槽模塊，從左至右依次包括第一矩形弧形活動(dòng)板，曲面連桿機(jī)構(gòu)，第二矩形弧形活動(dòng)板；第一矩形弧形活動(dòng)板和第二矩形弧形活動(dòng)板分別放置在矩形缺口上，而曲面連桿機(jī)構(gòu)通過(guò)鉸鏈與這兩個(gè)矩形弧形活動(dòng)板連接，能夠隨著矩形弧形活動(dòng)板的平移而伸縮。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種仿生非光滑表面減阻降噪變形裝置，其特征在于，所述的曲面連桿機(jī)構(gòu)由一系列短桿和長(zhǎng)桿組成，依次包括第一短桿、第二短桿、第一長(zhǎng)桿、第二長(zhǎng)桿、第三短桿、第四短桿、第五短桿、第六短桿以及一對(duì)弧形板；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生非光滑表面減阻降噪變形裝置，其特征在于，所述三角形凹槽模塊從左至右依次包括第一矩形活動(dòng)板、第一圓角板、第二圓角板以及第二矩形活動(dòng)板；其中，第一矩形活動(dòng)板和第二矩形活動(dòng)板分別置于矩形缺口上，形成穩(wěn)定的支撐；第一圓角板與第二圓角板通過(guò)鉸鏈連接，形成一個(gè)靈活的v型結(jié)構(gòu)；兩組圓角板通過(guò)鉸鏈分別與兩側(cè)的矩形活動(dòng)板相連，使得它們的夾角能夠隨著矩形活動(dòng)板的運(yùn)動(dòng)而適時(shí)調(diào)整。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生非光滑表面減阻降噪變形裝置，其特征在于，所述圓弧形凹槽模塊中的弧形板與三角形凹槽模塊中的圓角板內(nèi)嵌入了多孔剛性聚氨酯泡沫薄膜，能夠隨著裝置的擴(kuò)展和收縮而靈活伸展。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種可變的仿生非光滑表面減阻降噪變形裝置。本技術(shù)包括圓弧形凹槽模塊和三角形凹槽模塊，并通過(guò)鉸鏈連接在一起；所述圓弧形凹槽模塊和三角形凹槽模塊設(shè)置于矩形溝槽內(nèi)，每個(gè)溝槽的兩端各有一對(duì)上下對(duì)稱的水平凹槽，第一側(cè)面齒條桿和第二側(cè)面齒條桿通過(guò)滑塊與這些水平凹槽相連接。在裝置的側(cè)面中間固定著一個(gè)齒輪，用于驅(qū)動(dòng)第一側(cè)面齒條桿和第二側(cè)面齒條桿進(jìn)行水平移動(dòng)。本裝置采用了可變的圓弧形凹槽模塊以及三角形凹槽模塊的變形來(lái)實(shí)現(xiàn)減阻和降噪的功能，裝置內(nèi)部的齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠靈活調(diào)節(jié)裝置的減阻和降噪效果，而多孔剛性聚氨酯泡沫薄膜的應(yīng)用增加了整體的吸震能力。

技術(shù)研發(fā)人員：婁倩男,陳一一,余嘉蕓,丁優(yōu)婷,王趙正,黃章成,谷云慶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240401
技術(shù)公布日：2025/1/6