Искусственная мышца

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройству промышленных роботов, автоматов и манипуля-^оров, и может быть использовано при изготовлении прив'одов их кинематических звеньев. Целью изобретения является увеличение ресурса и повышение бь1стродействия засчет улучшения ее адсорбционных свойств. Для сокращения длины мышцы на контакты 4 и 5 подается электропитание, поступающее на термоэлемент, являющийся одновременно адсорбентом 3, температура которого в результате этого повышается, что приводит к выделению дополнительного количества адсорбата 6 в камеру, образованную анизотропной оболочкой. Под действием увеличивающегося давления происходит разворачивание в междуузлиях плетения волокон корда 1. При этом эластичная оплетка из нитей аремида препятствует перераспределению плотности набивки адсорбента 3, которая лежит в диапазоне 0,3-0.8 г/см^. Удлинение мышцы происходит при отключении термоэлемента от электропитания. 2 ил.слсосоCJ>&ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

° СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 B 25 J 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Л

C. 4

О (л)

Ср3

Фиг.! (61) 1526989 (21) 4744918/08 (22) 03,10,89 (46) 07,02.92, Бюл. ¹ 5 (71) Самарский центр научно-технического творчества молодежи "Синтез" (72) С. Г. Аграновский и Л. И. Фридман (53) 621-229.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР.

N 1526989, кл. В 25 J 1/02, 1988. (54) ИСКУССТВЕННАЯ МЫШЦА (57) Изобретение относится к машинострое-. нию, а именно к устройству промышленных роботов, автоматов и манипуляторов, и может быть использовано при изготовлении приводов их кинематических звеньев.

Целью изобретения является увеличение ресурса и повышение быстродействия за

„„5U„„1710331 А2 счет улучшения ее адсорбционных свойств.

Для сокращения длины мышцы на контакты

4 и 5 подается электропитание, поступающее на термоэлемент, являющийся одновременно адсорбентом 3, температура которого в результате этого повышается, что приводит к выделению дополнительного количества адсорбата 6 в камеру, образованную анизотропной оболочкой. Под действием увеличивающегося давления происходит разворачивание в междуузлиях плетения волокон корда 1. При этом эла-. стичная оплетка из нитей аремида препятствует перераспределению плотности набивки адсорбента 3, которая лежит в диапазоне 0,3-0,8 г/см . Удлинение мышцы происходит при отключении термоэлемента от электропитания. 2 ил.

1710331

Изобретение относится к MBlllNHQGTpoению, а именно к устройствам промышленных роботов, автоматов и манипуляторов, может быть использовано при изготовлении приводов их кинематических звеньев и является усовершенствованием изобретения по авт, св, N 1526989, Цель йзобретения — увеличение ресурса и повышение быстродействия за счет улучшения ее адсорбционных GBQAGTB.

На фиг. 1 изображена искусственная мышца; на фиг. 2 — конструкция адсорбента искусственной мышцы, Искусственная мышца содержит анизотропную оболочку, состоящую из корда 1, выполненного из нерастяжимых нитей, внутренняя поверхность которого покрыта эластичным материалом 2, и образованную этой оболочкой герметическую камеру цилиндрической формы, внутри которой находится адсорбатно-адсорбентный наполнитель. При этом адсорбент 3 является одновременно термоэлементом и представляет собой углеродное волокно с продольным относительно оси камеры расположением нитей, концы которых через металлизированные контакты 4 и 5 герметично выведены из камеры. Адсорбат

6 показан в виде. мелких пузырьков и представляет собой гелиефторид серы. Волокна адсорбента 3 армированы ячеистой оплеткой 7, выполненной из-шнура, состоящего из нитей, образованных из материала на основе аремидов, имеющих толщину в диапазоне 5-40 текс, а плотность заполнения углеводородного волокна находится в диапазоне 0,3-0,8 г/смз. Указанные диапазоны выбраны на основании того, что истинная плотность (бездефектного, непористого) углерода (графита) составляет 2,2 г/см . Истинная плотность (без учета пор) активированного углеродного волокна близка к 2,2 г/см . При величине объема пор в материале 0,6 см /г коксующая плотность з (плотность с учетом пор в материале) будет равна y = 0,95 г/см, С учетом наличия объемов между волокнами максимальная плотность заполнения углеродным активированным волокном составляет 0,8 г/см, Тогда при объеме пор углеродного волокна 0,6 см /r 1 см углевоз локнистого сорбента поглощает, а при десорбции отдает 0,48 см адсорбата (объем при нормальных условиях) который развивает максимальное усилие мышцы.

Плотность заполнения углеволокном

0,3 г/см обеспечивает лишь минимальное начальное реагирование мышцы: 1 см углез волокнистого сорбента при таком заполнении поглощает и, соответственно, отдает лишь 0,18 см адсорбата, Таким образом, за пределами этих диапазонов плотности либо не работает сорб5 ционная микромашина мышцы, либо нет углевалоконных адсорбентов.

Выбор интервала линейных плотностей (толщина) аремидных нитей 5-40текс связан с их прочностью. Чем тоньше нить, тем

10 она прочнее: 5 текс — прочность 80 кг/см; г.

40 текс — прочность 60 кг/см ; 100 текс— прочность 40 кг/см, Выбранный интервал толщины волокна оплетки обеспечивает необходимую конст15

55 руктивную прочность адсорбента с оплеткой, которая определяется прочностью волокна оплетки.

Искусственная мышца работает следующим образом.

Под действием управляющего электрического сигнала она может перейти в одно из двух устойчивых состояний — либо сократиться, либо расслабиться и не препятствовать удлинению, Для сокращения длины мышц к контактам 4 и 5 подается электропитание, поступающее на термоэлемент, являющийся одновременно адсорбентом 3, температура которого в результате этого повышается. Вследствие повышения температуры из адсорбента 3 выделяется дополнительное количество адсорбата 6 в камеру, Под действием увеличивающегося давления разворачиваются в междуузлиях волокна плетения корда 1 анизотропной оболочки, увлекая и эластичную оплетку 7 из нитей аремида, которая препятствует перераспределению плотности набивки адсорбента 3, и электронная мышца сокращает свою длину. Для осуществления расслабления электронной мышцы электропитание от контактов 4 и 5 отключается. За счет естественного рассеивания тепловой энергии адсорбент 3 охлаждается и поглощает часть адсорбата 6. Давление в камере падает, и корд 1 анизотропной оболочки не препятствует удлинению мышцы, Формула изобретения

Искусственная мышца по авт. св.

N 11552266998899, отличающаяся тем, что, с цельюувеличения ресурса и повышения быстродействия путем улучшения адсорбционных свойств ее наполнителя, она снабжена ячеистой оплеткой, выполненной из шнура. состоящего из нитей, образованных из материала на основе аремидов и имеющих линейную плотность в диапазоне

5-40 текс, при этом оплетка является арматурой углеродного волокна, плотность заполнения которого находится в диапазоне

0,3-0,8 г/см .

1710331

50

Составитель Ф.Майоров

Техред М.Моргентал Корректор M.Øàðoøè

Редактор Н.Яцола

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 299 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5