4.7.8 动力体系维和柔性化法则耦合范例
2025年10月30日
4.7.8 动力体系维和柔性化法则耦合范例
动力体系维和柔性化法则耦合的实质是使系统(机器、产品或工程等)在动力体系维的表征(如动力源、传动方式和储能方式等二级子维)平和化、渐进化、曲面化以满足不同环境、场所或使用工况的要求,为系统涉及动力体系维及其二级子维的创新发明问题提供完整的解决方案。
其中,动力体系维的动力源、传动方式和储能方式等二级子维要素可分别和柔性化法则迭代变换,重构出多种创新方案。
1)动力源和柔性化法则耦合范例
如基于柔性薄膜电池的全动力汽车。高效砷化镓柔性薄膜电池技术是目前世界领先的薄膜太阳能电池技术,基于砷化镓的柔性薄膜电池技术开发的太阳能全动力汽车实现了电池技术、车体、太阳能的柔性化结合,将高效砷化镓柔性薄膜电池集成于车身,可以为汽车提供全部动力。此外,在车辆行驶及停车时可实现柔性薄膜电池部件向动力电池包充电,由此摆脱了对固定充电设施的依赖,如图4-159所示。

图4-159 全动力汽车
2)传动方式和柔性化法则耦合范例
如谐波传动。谐波传动装置利用可控制弹性变形来实现机械运动的传递,由波发生器、柔性件和刚性件组成。当波发生器作用时,柔性件产生弹性变形,与刚性件相互作用达到传递运动或动力的目的。以谐波齿轮传动为例,其工作原理是利用柔轮、刚轮和波发生器的相对运动,特别是柔轮的可控弹性变形(形状改变)来实现运动和动力传递,如图4-160所示。
3)储能方式和柔性化法则耦合范例
如涓流充电。作为手机储蓄电能的一种方式,涓流充电可以实现充电过程的柔性化,弥补电池在充满电后由于自放电而造成的容量损失,如图4-161所示。

图4-160 谐波传动

图4-161 涓流充电