技术领域
[0001] 本
发明属于
人工智能技术、光
机电一体化及
机器人驱动技术领域，涉及光机电一体化及机器人驱动领域的驱动器技术，更具体地涉及一种
碳纳米管纤维复合形状
记忆合金型驱动器。
背景技术
[0002] 当前随着人工智能技术、光机电一体化和
机器人技术的快速发展，驱动技术显得越来越重要。机器人驱动关节要求具有较高的灵活性、柔顺性和紧凑的结构，而关节驱动系统的性能决定了机器人的多种性能指标，如承载能
力、外形结构等，因此驱动系统的选择对于
机器人关节设计非常重要。目前常用的机器人关节驱动器有
电动机、
气动、液压以及形状记忆合金、压电陶瓷等新材料制成的人肌肉等。传统电动机功率/重量比低，通常需要有减速机构来降低速度，增大力矩输出，因此
传动系统复杂，布局困难。气动肌肉是
气动系统用于机器人关节驱动的一种主要驱动方式，其结构简单、紧凑、安装
精度要求不高，但离不开供气管道,这不仅限制了机器人的移动范围,而且过长的供气管道会增大阻力损失和降低控制精度，并且难以实现精确的
位置和速度控制。传统的液压在
工业机器人关节驱动中具有较大优势，但其控制系统较庞大，同时，与气动肌肉等气动传动一样，由于油(或气)源的布置问题，难以在
移动机器人等领域应用。形状记忆合金、
电致伸缩、压电等新材料制成的人工肌肉具有体积小、输出功率大、结构简单等优点，具有发展前景。
[0003] 如何进一步发挥形状记忆合金在驱动器中的执行效能，如何将形状记忆合金与纳米新材料相结合来实现驱动效能的进一步提高，如何在人工智能技术、光机电一体化和机器人技术领域实现远程非
接触性控制驱动等等，这些技术问题有待人们解决。
发明内容
[0004] 针对当前在人工智能技术、光机电一体化和机器人技术领域中驱动器技术发展存在的系列问题，本发明提供一种碳纳米管纤维复合形状记忆合金型驱动器，以达到优化提升驱动器的各项性能指标。
[0005] 本发明的一种碳纳米管纤维复合形状记忆合金型驱动器的实现具体技术方案包括：包括：碳纳米管纤维复合形状记忆合金型激光光
热驱动器或碳纳米管纤维复合形状记忆合金型电热驱动器；所述碳纳米管纤维复合形状记忆合金型激光光热驱动器，包括：碳纳米管纤维复合形状记忆合金丝型激光光热驱动器或碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器；所述碳纳米管纤维复合形状记忆合金型电热驱动器，包括：
纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱
线束弹簧式电热驱动器或纳米粒子复合型碳纳米管纤维
纱线束芯式电热驱动器；所述碳纳米管纤维复合形状记忆合金丝型激光光热驱动器，包括：纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线、形状记忆合金丝、驱动器输出装置、激
光接收器、
激光器；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线，包括：采用将纳米粒子与碳纳米管纤维纱线进行组装或复合；所述碳纳米管纤维纱线，包括：由多数单根碳纳米管或碳纳米管聚集束纤维经过并股工艺形成的复股纤维，通过加捻过程并组成具有螺旋结构连续纱线；所述纳米粒子包括：带电荷的纳米颗粒、纳米
电解质物质或纳米离子体；所述由纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线与形状记忆合金丝相互间隔紧密接触，通过二次加捻过程并构成螺旋状绞合结构，其一端装配激光接收器，另一端装配驱动器输出装置，并构成一体化的碳纳米管纤维复合形状记忆合金丝型激光光热驱动器；在激光照射下，所述碳纳米管纤维复合形状记忆合金丝型激光光热驱动器的激光接收器，将激光光热快速传输给纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线，纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线中的带电纳米粒子迅速进入碳纳米管纤维纱线的多孔洞或碳纳米管纤维纱线束的间隙，促使纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线体积或形态发生变化，产生伸缩、旋转的驱动效应；同时激光接收器也将激光光热传输给形状记忆合金丝，使形状记忆合金丝的
温度升高；由于具有形状记忆合金丝与纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线互间隔紧密接触，并呈带捻的螺旋状绞合结构，纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线也将激光光热传输给形状记忆合金丝，产生热传导
叠加效应，促使形状记忆合金丝温度升高加快，提高了形状记忆合金丝的驱动响应速度，形状记忆合金丝形态发生变化产生增强驱动效应；在激光光热作用下，碳纳米管纤维复合形状记忆合金丝型激光光热驱动器中的纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线结合形状记忆合金丝，能够联合产生伸缩、旋转的叠加增强协同驱动效应。
[0006] 上述方案中，所述碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器，包括：纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧、形状记忆合金筒、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层、激光接收器、激光器；所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层装配于碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器的中部；所述形状记忆合金筒装配于纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层外部，并紧密相接触；所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线按照一定
角度方向螺旋缠绕在形状记忆合金筒外面，构成纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层，激光接收器装配在其一端；所述激光接收器与纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧一端、形状记忆合金筒一端、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层一端紧密接触；所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层、形状记忆合金筒、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层、激光接收器共同构成一体化具有“三明治”结构的碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器；在激光照射下，所述碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器的激光接收器，将激光光热快速传输给纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层，纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层中的带电纳米粒子迅速进入碳纳米管纤维纱线的多孔洞或碳纳米管纤维纱线束的间隙，促使纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧体积或形态发生变化，产生伸缩、旋转的驱动效应；激光接收器将激光光热快速传输给纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层，纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层中的带电纳米粒子迅速进入碳纳米管纤维纱线的多孔洞或碳纳米管纤维纱线束的间隙，促使纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层体积或形态发生变化，产生伸缩、旋转的驱动效应；激光接收器将激光光热快速传输给形状记忆合金筒，形状记忆合金筒温度升高；由于具有一体化结构，纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧与纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层也将部分光热传输给形状记忆合金筒，产生激光光热叠加效应，促使形状记忆合金筒的温度升高加快，形状记忆合金筒的驱动响应速度得到提高，形状记忆合金筒能够产生较大的光热驱动效应；在激光光热作用下，碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器中的纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层、形状记忆合金筒与纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层产生伸缩、旋转的叠加增强协同驱动效应。
[0007] 上述方案中，所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束弹簧式电热驱动器，包括：纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层、形状记忆合金筒层、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层；所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层，采用纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束进行加工，并引入工程
树脂增强工艺，通过二次加捻过程形成双螺旋结构制造成的弹簧；所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧装配于纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束弹簧式电热驱动器的中部；所述形状记忆合金筒层装配在纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层的外部，并紧密相接触；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线按照一定角度缠绕在形状记忆合金筒层外面，并紧密接触，构成纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层；所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层两端连接可控
低电压，当接通低电压时带电纳米粒子进入碳纳米管纤维纱线弹簧层的多孔洞或碳纳米管纤维纱线束间隙内，使纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层形态或体积变化，产生伸缩、旋转的驱动效应；所述形状记忆合金筒两端连接可控中电压，当接通中电压时形状记忆合金筒温度升高，则形态发生变化产生驱动效应；所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层两端连接可控高电压，当接通高电压时带电纳米粒子进入碳纳米管纤维纱线的多孔洞或碳纳米管纤维纱线束间隙内，使纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层形态或体积变化，产生伸缩、旋转的驱动效应；所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层、形状记忆合金筒层、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层构成一体化结构；所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层构成具有低电压特征的一个
电极，纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层构成具有高电压特征的另一个电极，对
中间层的形状记忆合金筒构成一个电位差，并与形状记忆合金筒两端提供的中电压构成一个非均衡
电场协同效应，产生可控伸缩驱动效应；所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层、形状记忆合金筒层、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层协同构成伸缩、旋转的叠加增强驱动效应。
[0008] 上述方案中，所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯式电热驱动器，包括：纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层、形状记忆合金筒层、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层；所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层装配于纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯式电热驱动器的中部；所述形状记忆合金筒层装配于纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层外部，并紧密相接触；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线按照一定角度方向缠绕在形状记忆合金筒层外面，构成纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层；所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层两端连接可控低电压，当接通低电压时带电纳米粒子进入碳纳米管纤维纱线的多孔洞或碳纳米管纤维纱线束间隙内，使纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层形态或体积变化，产生伸缩、旋转的驱动效应；所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层两端连接可控高电压，当接通高电压时带电纳米粒子进入碳纳米管纤维纱线的多孔洞或碳纳米管纤维纱线束间隙内，使纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层形态或体积变化，产生伸缩、旋转的驱动效应；所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层、形状记忆合金筒层、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层构成一体化结构；所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层构成纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯式电热驱动器具有低电位的一个电极，纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层构成具有高电位的另一个电极，并构成不均衡电场梯度结构特征，对形状记忆合金筒层构成非均衡电位差，促使形状记忆合金筒产生伸缩驱动效应；所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层、形状记忆合金筒层、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层协同构成伸缩、旋转的叠加增强驱动效应。
[0009] 上述方案中，所述纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线中的碳纳米管纤维纱线制备方法包括：
静电纺丝法、化学气相生长法(CVD)、
湿法纺丝法、
干法纺丝法、阵列纺丝法、双卷曲法、高温高速熔喷法、激光拉伸法或Xano Shear法；所述碳纳米管纤维包括：
单壁碳纳米管纤维或
多壁碳纳米管纤维；所述纳米粒子组装于碳纳米管纤维纱线方法，包括：共混熔融法(BFM)、溶液渗透法(INFITRATION)、混浸挤轧法(MLM)、包覆植入法(ICM)、混裹缠绕法(MWM)、涂层涂膜法(CFM)或健力接枝法(KBT)。
[0010] 上述方案中，所述激光接收器包括：采用三维
石墨烯材料及
复合材料、碳纳米管复合材料、储热材料、
碳纤维复合材料、储热与导热复合材料、无机导热材料或有机导热材料；所述三维
石墨烯材料包括：三维石墨烯材料、三维石墨烯复合材料、三维
氧化石墨烯材料、三维氧化石墨烯复合材料或三维多孔石墨烯复合材料；所述三维多孔石墨烯复合材料包括：三维多孔石墨烯海绵复合材料、三维多孔石墨烯
水凝胶复合材料、三维多孔石墨烯气凝胶复合材料、三维多孔石墨烯
泡沫复合材料或三维多孔氧化石墨烯组装体复合材料；所述三维多孔石墨烯复合材料包括：组装或添加石墨烯纳米片、纳米碳管或导热
纳米材料构成的三维多孔石墨烯复合材料，其组装或添加物具有储热与导热增强效应。
[0011] 本发明的碳纳米管纤维复合形状记忆合金型驱动器具有以下有益效果：
[0012] a、本发明的碳纳米管纤维复合形状记忆合金丝型激光光热驱动器，采用将纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线与形状记忆合金丝相互间隔紧密接触，通过加捻过程并构成螺旋状绞合结构；由于碳纳米管纤维纱线具有优良的导热性能，与形状记忆合金丝紧密接触并加捻构成螺旋状绞合在一起，碳纳米管纤维纱线能够将激光光热快速传输给形状记忆合金丝，促使形状记忆合金丝的升温增快，提高了形状记忆合金丝的驱动响应速度；在激光光热作用下，碳纳米管纤维复合形状记忆合金丝型激光光热驱动器中的纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线结合形状记忆合金丝，能够联合产生伸缩、旋转的叠加增强协同驱动效应。
[0013] b、本发明的碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器，采用纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层、形状记忆合金筒、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层、激光接收器共同构成一体化具有“三明治”结构的碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器；当激光光热快速传输给纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层和纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层，带电纳米粒子迅速进入碳纳米管纤维纱线的多孔洞或碳纳米管纤维纱线束的间隙，促使纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层体积或形态与纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层体积或形态均同时发生变化，产生伸缩、旋转的协同驱动效应；激光接收器将激光光热也快速传输给形状记忆合金筒，形状记忆合金筒温度升高；由于具有一体化结构，纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层与纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层也将部分光热
能量传输给形状记忆合金筒，产生激光光热叠加效应，促使形状记忆合金筒的温度升高加快，提高了形状记忆合金筒光热驱动响应速度；在激光光热作用下，碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器中的纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层、形状记忆合金筒与纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层产生伸缩、旋转的叠加增强协同驱动效应。
[0014] c、本发明的纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束弹簧式电热驱动器，采用纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层、形状记忆合金筒层、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层构成具有低电压特征的一个电极，纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层构成具有高电压特征的另一个电极，对中间层的形状记忆合金筒构成一个电位差，并与形状记忆合金筒两端提供的中电压构成一个非均衡电场协同效应，产生可控伸缩驱动效应；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层、形状记忆合金筒层、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层协同构成伸缩、旋转的叠加增强驱动效应。
附图说明
[0015] 下面将结合附图及
实施例对本发明作进一步说明，附图中：
[0016] 图1是纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线结构示意图；
[0017] 图2是碳纳米管纤维复合形状记忆合金丝型激光光热驱动器结构示意图；
[0018] 图3是碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器结构示意图；
[0019] 图4是纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧结构示意图；
[0020] 图5是纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束弹簧式电热驱动器结构示意图；
[0021] 图6是纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯式电热驱动器结构示意图。
[0022] 其中，碳纳米管纤维复合形状记忆合金丝型激光光热驱动器1、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2、形状记忆合金丝3、第一激光接收器4、纳米粒子5、碳纳米管纤维纱线6、驱动器输出装置7、碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器8、第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层9、形状记忆合金筒10、第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层11、第二激光接收器12、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束弹簧式电热驱动器13、第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层14、第一形状记忆合金筒层15、第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层16、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯式电热驱动器17、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层18、第二形状记忆合金筒层19、第三纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层20。
具体实施方式
[0023] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
[0024] 实施例1.
[0025] 碳纳米管纤维复合形状记忆合金丝型激光光热驱动器1
[0026] 本发明实施例1的碳纳米管纤维复合形状记忆合金丝型激光光热驱动器1结构示意图(见图2)；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线结构示意图(见图1)。
[0027] 本发明实施例1碳纳米管纤维复合形状记忆合金丝型激光光热驱动器1的实现具体技术方案包括：包括：纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2、形状记忆合金丝3、驱动器输出装置7、第一激光接收器4、激光器；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2，包括：采用将纳米粒子5与碳纳米管纤维纱线6进行组装或复合；碳纳米管纤维纱线6，包括：由多数单根碳纳米管或碳纳米管聚集束纤维经过并股工艺形成的复股纤维，通过加捻过程并组成具有螺旋结构连续纱线；纳米粒子5采用纳米
电解质物质；所述由纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2与形状记忆合金丝3相互间隔紧密接触，通过二次加捻过程并构成螺旋状绞合结构，其一端装配第一激光接收器4，另一端装配驱动器输出装置7，并构成一体化的碳纳米管纤维复合形状记忆合金丝型激光光热驱动器1；第一激光接收器4采用三维多孔石墨烯复合材料，即在三维多孔石墨烯中组装纳米导热颗粒。
[0028] 在激光照射下，第一激光接收器4将激光光热快速传输给纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2，纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2中纳米电解质物质的带电离子迅速进入碳纳米管纤维纱线6的多孔洞或碳纳米管纤维纱线束的间隙，促使纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2体积或形态发生变化，产生伸缩、旋转的驱动效应；同时第一激光接收器4也将激光光热传输给形状记忆合金丝3，使形状记忆合金丝3的温度升高；由于具有形状记忆合金丝3与纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2互间隔紧密接触，并呈带捻的螺旋状绞合结构，纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2束也将激光光热传输给形状记忆合金丝3，产生热传导叠加效应，促使形状记忆合金丝3温度升高速度加快，提高了形状记忆合金丝3的驱动响应速度，形状记忆合金丝3形态发生变化产生增强驱动效应；在激光光热作用下，碳纳米管纤维复合形状记忆合金丝型激光光热驱动器1中的纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2结合形状记忆合金丝3，能够联合产生伸缩、旋转的叠加增强协同驱动效应。
[0029] 实施例2.
[0030] 碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器8
[0031] 本发明实施例2的碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器8结构示意图(见图3)；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2结构示意(见图1)；第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层9结构示意图(见图4)。
[0032] 本发明实施例2碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器8的实现具体技术方案包括：第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层9、形状记忆合金筒10、第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层11、第二激光接收器12、激光器；第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层9装配于碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器8的中部；形状记忆合金筒10装配于第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层9外部，并紧密相接触；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2按照一定角度方向螺旋缠绕在形状记忆合金筒10外面，构成第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层11，第二激光接收器12装配在其一端；第二激光接收器12与第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层9一端、形状记忆合金筒10一端、第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层11一端紧密接触；第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层9、形状记忆合金筒10、第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层11、第二激光接收器12共同构成一体化具有“三明治”结构的碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器8。第二激光接收器12采用三维石墨烯复合材料。第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层9，采用纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2进行加工，并引入工程树脂增强工艺，通过二次加捻过程形成双螺旋结构制造成的弹簧。
[0033] 在激光照射下，碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器8的第二激光接收器12，将激光光热快速传输给第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层9，第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层9中的带电纳米粒子5迅速进入碳纳米管纤维纱线的多孔洞或碳纳米管纤维纱线束的间隙，促使第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层9体积或形态发生变化，产生伸缩、旋转的驱动效应；第二激光接收器12将激光光热快速传输给第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层11，第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层11中的带电纳米粒子5迅速进入碳纳米管纤维纱线的多孔洞或碳纳米管纤维纱线束的间隙，促使第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层11体积或形态发生变化，产生伸缩、旋转的驱动效应；第二激光接收器12将激光光热快速传输给形状记忆合金筒10，形状记忆合金筒10温度升高；由于具有一体化结构，第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层9与第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层11也将部分光热传输给形状记忆合金筒10，产生激光光热叠加效应，促使形状记忆合金筒10的温度升高加快，形状记忆合金筒10的驱动响应速度得到提高，形状记忆合金筒10能够产生较大的光热驱动效应；在激光光热作用下，碳纳米管纤维复合形状记忆合金筒型激光光热驱动器8中的第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层9、形状记忆合金筒10与第一纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层11产生伸缩、旋转的叠加增强协同驱动效应。
[0034] 实施例3.
[0035] 纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束弹簧式电热驱动器13
[0036] 本发明实施例3的纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束弹簧式电热驱动器13结构示意图(见图5)；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线结构示意(见图1)；第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层层14结构示意图(见图4)。
[0037] 本发明实施例3的纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束弹簧式电热驱动器13，包括：第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层14、第一形状记忆合金筒层15、第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层16；第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层14，采用纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2进行加工，并引入工程树脂增强工艺，通过二次加捻过程形成双螺旋结构制造成的弹簧；第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层14装配于纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束弹簧式电热驱动器13的中部；第一形状记忆合金筒层15装配在纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层14的外部，并紧密相接触；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2按照一定角度缠绕在第一形状记忆合金筒层15外面，并紧密接触，构成第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层16。
[0038] 纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2加工制造成弹簧两端连接可控低电压，当接通低电压时带电纳米粒子5进入第二碳纳米管纤维纱线弹簧层14的多孔洞或碳纳米管纤维纱线束间隙内，使第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层14形态或体积变化，产生伸缩、旋转的驱动效应；形状记忆合金筒15两端连接可控中电压，当接通中电压时形状记忆合金筒15温度升高，则形态发生变化产生驱动效应；第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层16两端连接可控高电压，当接通高电压时带电纳米粒子5进入碳纳米管纤维纱线的多孔洞或碳纳米管纤维纱线束间隙内，使第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层16形态或体积变化，产生伸缩、旋转的驱动效应；第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层14、第一形状记忆合金筒层15、第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层16构成一体化结构；第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层14构成具有低电压特征的一个电极，第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层16构成具有高电压特征的另一个电极，对中间层的形状记忆合金筒15构成一个电位差，并与形状记忆合金筒15两端提供的中电压构成一个非均衡电场协同效应，产生可控伸缩驱动效应；第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线弹簧层14、第一形状记忆合金筒层15、第二纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层16协同构成伸缩、旋转的叠加增强驱动效应。
[0039] 实施例4.
[0040] 纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯式电热驱动器17
[0041] 本发明实施例4的纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯式电热驱动器17结构示意图(见图6)；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2结构示意(见图1)。
[0042] 本发明实施例4的纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯式电热驱动器17，包括：包括：纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层18、第二形状记忆合金筒层19、第三纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层20；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层18采用纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2加工制造；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层18装配于中部；第二形状记忆合金筒层19装配于纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层18外部，并紧密相接触；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线2按照一定角度方向缠绕在第二形状记忆合金筒层19外面，构成第三纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层20。
[0043] 纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层18两端连接可控低电压，当接通低电压时带电纳米粒子5进入碳纳米管纤维纱线的多孔洞或碳纳米管纤维纱线束间隙内，使纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层18形态或体积变化，产生伸缩、旋转的驱动效应；第三纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层20两端连接可控高电压，当接通高电压时带电纳米粒子5进入碳纳米管纤维纱线的多孔洞或碳纳米管纤维纱线束间隙内，使第三纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层20形态或体积变化，产生伸缩、旋转的驱动效应；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层18、第二形状记忆合金筒层19、纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层20构成一体化结构；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层18构成纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯式电热驱动器17具有低电位的一个电极，第三纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层20构成具有高电位的另一个电极，并构成不均衡电场梯度结构特征，对第二形状记忆合金筒层19构成非均衡电位差，促使形状记忆合金筒19产生伸缩叠加驱动效应；纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线束芯层18、第二形状记忆合金筒层19、第三纳米粒子复合型碳纳米管纤维纱线螺旋缠绕层20协同构成伸缩、旋转的叠加增强驱动效应。
[0044] 在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本
申请请求保护的范围。
[0045] 在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
[0046] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
