DE102011104026B4 - Flexible fluid drive for producing a nearly exact bidirectional screw movement and associated method - Google Patents

Flexible fluid drive for producing a nearly exact bidirectional screw movement and associated method Download PDF

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Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung soll ein miniaturisierbarer nachgiebiger Fluidantrieb und ein dazugehöriges Verfahren bereitgestellt werden, mit denen es auf einfache Art und Weise und minimalem Aufwand gelingt, eine nahezu exakte bidirektionale Schraubenbewegung der Koppelfläche Fluidantrieb-Wirkelement zu erzeugen. Erfindungsgemäß wird die Schraubenbewegung entgegengesetzt zur Ausgangsverdrehung der Koppelfläche Fluidantrieb-Wirkelement mit einem ein Hohlraumelement aufweisenden Fluidantrieb aus reversibel verformbaren, elastisch dehnbaren Material durch die Änderung der Druckbelastung innerhalb des Hohlraumelementes realisiert. Derartige Fluidantriebe finden ihren Einsatz in der Robotik, vorzugsweise für das Manipulieren und Handhaben empfindlicher Gegenstände oder in der Medizintechnik, vorzugsweise für das Positionieren und Halten von Sensoren.The present invention is intended to provide a miniaturizable compliant fluid drive and associated method which succeed in a simple manner and with minimal effort to produce a nearly exact bi-directional screw movement of the coupling surface fluid-drive active element. According to the invention, the screw movement opposite to the output rotation of the coupling surface fluid drive active element is realized with a cavity element having fluid drive from reversibly deformable, elastically extensible material by changing the pressure load within the cavity element. Such fluid drives are used in robotics, preferably for the manipulation and handling of sensitive objects or in medical technology, preferably for the positioning and holding of sensors.

Description

Die Erfindung betrifft einen nachgiebigen Fluidantrieb zur Erzeugung einer nahezu exakten bidirektionalen Schraubenbewegung (Rotationsbewegung um eine Achse mit gleichzeitiger Translationsbewegung längs dieser Achse in beiden Richtungen) und ein dazugehöriges Verfahren für den Einsatz in der Robotik, vorzugsweise für das Manipulieren und Handhaben empfindlicher Gegenstände oder in der Medizintechnik, vorzugsweise für das Positionieren und Halten von Sensoren.The invention relates to a resilient fluid drive for producing a nearly exact bidirectional screw movement (rotational movement about an axis with simultaneous translational movement along this axis in both directions) and an associated method for use in robotics, preferably for the manipulation and handling of sensitive objects or in the Medical technology, preferably for positioning and holding sensors.

Die überwiegende Mehrzahl von nachgiebigen Fluidantrieben sind Hohlraumstrukturen. Sie bestehen aus einem stark dehnbaren, elastisch verformbaren Material (vorzugsweise Elastomere, die Dehnungen bis zu 1000% ermöglichen). Aufgrund der Nachgiebigkeit des verwendeten Werkstoffes, aus dem diese Hohlraumstrukturen gefertigt sind, werden bei einer wachsenden Druck- bzw. Unterdruckbelastung des Hohlraums die umgebenden Strukturteile gedehnt bzw. verformt. Hierdurch kommt es zu einer Bewegung der Koppelstelle(n) bzw. -fläche(n) zwischen Fluidantrieb und Wirkelement.The vast majority of compliant fluid drives are cavity structures. They consist of a highly stretchable, elastically deformable material (preferably elastomers that allow strains up to 1000%). Due to the resilience of the material used, from which these cavity structures are made, the surrounding structural parts are stretched or deformed with a growing pressure or vacuum load of the cavity. This results in a movement of the coupling point (s) or surface (s) between the fluid drive and active element.

Aus dem Stand der Technik sind Fluidantriebe dieser Art bekannt, die in ihrem einfachsten Aufbau aus einer monolithischen nachgiebigen Einheit bestehen. Aufgrund ihrer vorteilhaften Eigenschaften, von welchen besonders die einfache Bauweise und große realisierbare Bewegungsbereiche hervorzuheben sind, finden diese Fluidantriebe sowohl in der Makro- als auch in der Mikrotechnik eine Anwendung.Fluid drives of this type are known from the prior art, which consist in their simplest structure of a monolithic compliant unit. Due to their advantageous properties, of which especially the simple construction and large realizable ranges of motion are emphasized, these fluid drives find an application in both the macro and in the microtechnology.

Neben diesen gibt es hybride Aufbauten, die aus einer Kombination solcher nachgiebigen Fluidantriebe mit Starrkörpern zusammengesetzt sind. Hierdurch können nachteilige Eigenschaften der einfach aufgebauten nachgiebigen Fluidantriebe, wie geringe mechanische Belastbarkeit und die Schwingungsanfälligkeit u. a. auf Kosten der Komplexität, der Wartungsfreundlichkeit und dem Gewicht, ausgeglichen werden. Da der Montageaufwand für hybride Aufbauten in der Regel deutlich höher ist, sind diese nur in gewissen Grenzen miniaturisierbar. Die Vorteile nachgiebiger Fluidantriebe mit einfachem Aufbau, wie z. B. Spiel- und Reibungsfreiheit, sind in vielen Fällen nicht mehr gegeben. Außerdem ist die Gestaltung der Koppelstellen/-fläche(n) zwischen nachgiebigen und starren Elementen besonders zu berücksichtigen.Besides these, there are hybrid assemblies composed of a combination of such compliant fluid drives with rigid bodies. As a result, disadvantageous properties of the simply constructed resilient fluid drives, such as low mechanical strength and the susceptibility to vibration u. a. at the expense of complexity, serviceability and weight. Since the assembly costs for hybrid structures are generally much higher, they can only be miniaturized within certain limits. The advantages of resilient fluid drives with a simple structure, such. As freedom from play and friction, are no longer given in many cases. In addition, the design of the coupling points / surface (s) between yielding and rigid elements should be taken into account.

Mit beiden Fluidantriebsarten, monolithische Einheiten sowie hybride Aufbauten, können verschiedenartige Bewegungen realisiert werden. Diese reichen von einfachen Rotations-, Schwenk- oder Biegebewegungen über Translationsbewegungen bis hin zu komplexen räumlichen Bewegungspfaden. Das realisierte Verformungsverhalten kann dabei stabil, monoton oder mit Richtungsumkehr, sowie nicht stabil, mit Durchschlag oder mit Bifurkation sein. Überdies kann es sich im Einzelnen um ein(kontinuierliche) oder mehrstufige (diskontinuierliche) Bewegungen handeln.With both fluid drive types, monolithic units and hybrid structures, various movements can be realized. These range from simple rotations, swiveling or bending movements over translational movements to complex spatial movement paths. The deformation behavior achieved can be stable, monotone or with reversal of direction, as well as unstable, with breakdown or with a bifurcation. In addition, it may be a (continuous) or multi-level (discontinuous) movement in detail.

Mit den bisher bekannten monolithischen bzw. hybriden Aufbauten lassen sich einfache Bewegungen (Rotation oder Translation oder Schwenken oder Biegung) leicht realisieren. Zur Erzeugung von überlagerten (kombinierten) räumlichen Bewegungen, wie z. B. Schraubenbewegungen, sind bisher nur wenige Aufbauten bekannt (z. B. DE 195 00 368 A1 , EP 0 437 792 A1 , WO 9739861 A1 , US 4,815,782 A ). Nachteilig ist hierbei jedoch der komplexe, materialseitig und/oder strukturkombinierte Aufbau oder der durch Verwendung von mehren Hohlräumen verbundene Aufwand für die Steuerung.With the previously known monolithic or hybrid structures, simple movements (rotation or translation or pivoting or bending) can be easily realized. To generate superimposed (combined) spatial movements, such. As screw movements, so far only a few bodies are known (eg. DE 195 00 368 A1 . EP 0 437 792 A1 . WO 9739861 A1 . US 4,815,782 A ). However, the disadvantage here is the complex, material-side and / or structure-combined structure or the expense associated with the use of multiple cavities for the control.

Aus der US 5,090,297 A sind monolithische Fluidantriebe aus Elastomer bekannt, die eine röhrenförmige, gewundene Gestalt aufweisen. In der inneren, mit Fluid befüllbaren Kammer befinden sich Verstärkungsrippen, die eine axiale Drehung ermöglichen, jedoch eine radiale Ausbauchung und axiale Ausdehnung zum Zwecke einer reinen Rotationserzeugung verhindern bzw. minimieren. Eine Beaufschlagung mit negativen Druck ist nicht beabsichtigt, da dies zum Ausknicken der Verstärkungsrippen und zum Kollabieren der Gesamtstruktur führt und nur durch einen erweiterten hybriden Aufbau (Erweiterung um ein zumindest in axialer Richtung starren Bauteil) verhindert werden kann.From the US 5,090,297A are known monolithic fluid drives of elastomer, which have a tubular, spiral shape. In the inner, fluid-fillable chamber are reinforcing ribs that allow axial rotation but prevent or minimize radial bulge and axial expansion for the purpose of pure rotation generation. The application of negative pressure is not intended, since this leads to the buckling of the reinforcing ribs and to the collapse of the entire structure and can only be prevented by an expanded hybrid structure (expansion around an at least axially rigid component).

Weiterhin ist aus der US 5,992,900 A ein monolithisches, röhrenförmiges, fluidisch betriebenes Drehgelenk) aus metallischem Material bekannt, das eine umlaufende spiralförmige Furche oder ringförmige Furchen, ähnlich einem Faltenbalg besitzt. Der Antrieb erzeugt bei positivem Innendruck eine materialbedingte kleine Schraubenbewegung in axialer Richtung. Eine Beaufschlagung mit negativem Druck ist nicht beabsichtigt und nachteilig, da durch Vergrößerung der Krümmungen die Kerbspannungen rasch ansteigen und zum Versagen des Bauteils führen würden.Furthermore, from the US 5,992,900 A a monolithic tubular fluidic rotary joint) of metallic material having a circumferential spiral groove or grooves similar to a bellows. The drive generates a material-related small screw movement in the axial direction at a positive internal pressure. Application of negative pressure is not intended and disadvantageous because increasing the curvature would cause the notch stresses to increase rapidly and lead to failure of the component.

Daneben sind Fluidantriebe bekannt, die eine gewundene Struktur aufweisen. Diese sind jedoch entweder hybrid und somit nicht monolithisch aufgebaut, z. B. aus Gummi und unelastisch eingebetteten Fäden ( DE 199 10 196 A1 ), wobei ihre Ausgangsverdrehung z. B. durch Vorspannung einzelner Teile erreicht wird ( EP 0 236 764 A1 ), oder sie sind auf eine einmalige Funktion oder Verwendung ausgelegt, wobei die Ausgangsverdrehung durch plastische Verformung des Materials erreicht werden kann ( US 5,033,270 A1 , US 5,842,657 A ).In addition, fluid drives are known which have a tortuous structure. However, these are either hybrid and thus not monolithic, z. B. rubber and inelastically embedded threads ( DE 199 10 196 A1 ), Their output twist z. B. by biasing individual parts is achieved ( EP 0 236 764 A1 ), or they are designed for a one-time function or use, wherein the output twist through plastic deformation of the material can be achieved ( US 5,033,270 A1 . US 5,842,657 A ).

Außerdem wird in der US 3,613,455 A ein Druckwandler beschrieben, bei dem Metallrohre konstanter Wandstärke verwendet werden, deren äußere Form durch Umformverfahren, wie z. B. Walzen, in die endgültige Gestalt (z. B. helixförmig gewunden) realisiert wird. Die so entstandenen Strukturen sind ebenfalls plastisch verformt und nicht frei von Eigenspannung. Dies und der geringe elastische Dehnungsbereich der metallischen Strukturen führen zu einem nachteiligen geringen Beweglichkeitsausmaß.In addition, in the US 3,613,455 A described a pressure transducer, are used in the metal pipes of constant wall thickness, whose outer shape by forming processes, such. Rolling, in the final shape (eg helically wound) is realized. The resulting structures are also plastically deformed and not free of residual stress. This and the low elastic strain range of the metallic structures lead to a disadvantageous low degree of mobility.

Elastisch verformbare nachgiebige Fluidantriebe zur Erzeugung einer nahezu exakten bidirektionalen Schraubenbewegung, bei denen die Vorteile beider Ausführungsformen der bekannten nachgiebigen Fluidantriebe (einfache monolithische Einheiten und hybride Aufbauten) miteinander kombiniert werden, sind aus dem Stand der Technik nicht bekannt.Elastic deformable resilient fluid actuators for producing a nearly exact bidirectional screw movement, in which the advantages of both embodiments of the known resilient fluid drives (simple monolithic units and hybrid structures) are combined with each other, are not known from the prior art.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden und einen miniaturisierbaren nachgiebigen Fluidantrieb und ein dazugehöriges Verfahren bereitzustellen, mit denen es auf einfache Art und Weise und minimalem Aufwand gelingt, eine nahezu exakte bidirektionale Schraubenbewegung der Koppelfläche Fluidantrieb – Wirkelement zu erzeugen.The invention is therefore based on the object to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a miniaturizable flexible fluid drive and an associated method with which it succeeds in a simple manner and minimal effort, a nearly accurate bidirectional screw movement of the coupling surface fluid drive - active element to create.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen des ersten und des neunten Patentanspruchs gelöst.According to the invention the object is achieved with the features of the first and the ninth patent claim.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen nachgiebigen Fluidantriebes sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the flexible fluid drive according to the invention are specified in the subclaims.

Mit dem erfindungsgemäßen Fluidantrieb kann eine überlagerte Bewegung der Koppelfläche Fluidantrieb-Wirkelement in Form einer nahezu exakten bidirektionalen Schraubenbewegung durch eine innere Druckbelastungsänderung realisiert werden. Der maximal realisierbare Bewegungsbereich ist dabei durch die geometrische Form des ein reversibel verformbares, elastisch dehnbares Hohlraumelement umfassenden Fluidantriebes, der erfindungsgemäß monolithisch ausgeführt ist, und seine Werkstoffeigenschaften begrenzt.With the fluid drive according to the invention a superimposed movement of the coupling surface fluid drive active element can be realized in the form of a nearly exact bidirectional screw movement by an internal pressure load change. The maximum realizable range of motion is limited by the geometric shape of a reversibly deformable, elastically extensible cavity element comprehensive fluid drive, which is designed monolithically according to the invention, and its material properties.

Die detaillierte Beschreibung und Vorteile der Erfindung sind dem nachfolgenden Beschreibungsteil zu entnehmen, in dem die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigt:The detailed description and advantages of the invention will become apparent from the following description part, in which the invention with reference to the accompanying drawings is explained in more detail. It shows:

1 – ein erstes Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen nachgiebigen Fluidantrieb im Ausgangszustand (Hohlraum ohne Druckbelastung) in vier Ansichten 1 - A first embodiment of a compliant fluid drive according to the invention in the initial state (cavity without pressure load) in four views

2 – den Extrusionspfad für die Mantelstruktur des ersten Ausführungsbeispiels 2 - The extrusion path for the shell structure of the first embodiment

3 – eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Hohlraum-Druckbelastung (p) und der einzelnen Teilbewegungen eines charakteristischen Punktes (P) auf der Koppelfläche für das erste Ausführungsbeispiel:

  • A – Teilbewegung 1: normierte Verschiebung in z-Richtung uzP/h sowie Teilbewegung 2: den Winkel der Rückdrehung φR
  • B – Überlagerung der beiden Teilbewegungen 1 und 2
3 A graphical representation of the relationship between the cavity pressure load (p) and the individual partial movements of a characteristic point (P) on the coupling surface for the first embodiment:
  • A - partial movement 1: normalized displacement in the z-direction and z P / h and partial movement 2: the angle of the reverse rotation φ R
  • B - superposition of the two partial movements 1 and 2

4 – verschiedene Querschnitte des erfindungsgemäßen Fluidantriebes 4 - Different cross sections of the fluid drive according to the invention

5 – ein zweites Ausführungsbeispiel für den erfindungsgemäßen Fluidantrieb 5 - A second embodiment of the fluid drive according to the invention

6 – eine drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fluidantriebes 6 - A third preferred embodiment of the fluid drive according to the invention

Ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen nachgiebigen Fluidantriebes ist in 1 im zylindrischen Koordinatensystem dargestellt. Der Fluidantrieb (1) umfasst zumindest ein Hohlraumelement (2), das an seinem unteren Ende offen ist. Der Fluidantrieb (2) ist an diesem unteren Ende an einer Halterung (4) eingespannt oder befestigt. Das obere Ende des Hohlraumelementes (2) ist durch einen Deckel (3), der die Koppelfläche (6) zwischen Fluidantrieb und Wirkelement umfasst, verschlossen. Das Hohlraumelement (2) des Fluidantriebes (1) ist monolithisch ausgeführt und verfügt über eine spiralähnlich verwundene Mantelstruktur (5). Die Mantelstruktur (5) entspricht der Geometrie, die durch Extrusion des Querschnittes (im Schnitt AA dargestellt) entlang eines Extrusionspfades (beispielhaft in 2 dargestellt) entsteht. Der monolithisch ausgeführte Fluidantrieb befindet sich fertigungsbedingt im Grund- bzw. Ausgangszustand im mechanisch spannungslosen Zustand und ist somit frei von plastischer Verformung. Der zylinderförmige Querschnitt umfasst in diesem Ausführungsbeispiel drei Krümmungen (jedoch mindestens 2) mit gleichem Radius RK und gleichbleibender Wandstärke dK, die regelmäßig über den Umfang des Querschnittes des Hohlraumelementes (2) verteilt sind. Die Krümmungen sind durch tangential anschließende Einbuchtungen, die jeweils auch den gleichen Radius RE und eine gleichbleibende Wandstärke dE aufweisen, miteinander verbunden. Die äußeren Abmessungen des Fluidantriebes (1) werden über die Höhe h und den Außenradius Ra begrenzt. Die Höhe h setzt sich dabei aus der Dicke des Deckels dD, der Höhe der Halterung hHa und der Höhe der Mantelstruktur hM zusammen. Die Höhe des Hohlraumelementes hHo entspricht demnach der Summe aus Höhe der Halterung hHa und Höhe der Mantelstruktur hM.A first embodiment of the flexible fluid drive according to the invention is shown in FIG 1 represented in the cylindrical coordinate system. The fluid drive ( 1 ) comprises at least one cavity element ( 2 ), which is open at its lower end. The fluid drive ( 2 ) is at this lower end to a bracket ( 4 ) clamped or fastened. The upper end of the cavity element ( 2 ) is covered by a lid ( 3 ), which the coupling surface ( 6 ) between fluid drive and active element comprises, closed. The cavity element ( 2 ) of the fluid drive ( 1 ) is monolithic and has a spiral-like twisted shell structure ( 5 ). The shell structure ( 5 ) corresponds to the geometry produced by extrusion of the cross-section (shown in section AA) along an extrusion path (exemplified in FIG 2 represented) arises. The monolithic running fluid drive is due to production in the basic or initial state in a mechanically de-energized state and is thus free of plastic deformation. The cylindrical cross-section comprises in this embodiment, three curves (but at least 2) with the same radius R K and constant wall thickness d K , which regularly over the circumference of the cross section of the cavity element ( 2 ) are distributed. The curvatures are connected to one another by tangentially adjoining indentations, which in each case also have the same radius R E and a constant wall thickness d E. The external dimensions of the fluid drive ( 1 ) Are above the height h and the outer radius R a limited. The height h is made up of the thickness of the lid d D , the height of the Holder h Ha and the height of the shell structure h M together. The height of the cavity element h Ho accordingly corresponds to the sum of the height of the holder h Ha and the height of the jacket structure h M.

Ein bevorzugter Extrusionspfad der Mantelstruktur (5) zur Verringerung der während der Druckbelastung in Werkstoff entstehen Spannungs- und Dehnungsmaxima im Bereich der Halterung (4) und am Übergang zum Deckel (3) ist in 2 im zylindrischen Koordinatensystem für einen konstanten Außenradius RA des Fluidantriebes (1) dargestellt. Der Extrusionspfad besteht aus 3 Abschnitten, die tangentenstetig ineinander übergehen. Der erste und letzte Abschnitt des Extrusionspfades (zwischen den Punkten 0 und A sowie B und E) haben einen konstanten Radius REx. Der mittlere Teil des Extrusionspfades ist durch einen konstanten Steigungswinkel α charakterisiert. Mit dem Extrusionspfad kann die Höhe der Mantelstruktur hM sowie die Ausgangsverdrehung des Fluidantriebes φA ermittelt werden.A preferred extrusion path of the shell structure ( 5 ) to reduce during stress in material stress and strain maxima in the area of the holder ( 4 ) and at the transition to the lid ( 3 ) is in 2 in the cylindrical coordinate system for a constant outer radius R A of the fluid drive ( 1 ). The extrusion path consists of 3 sections, which merge into one another tangentially. The first and last sections of the extrusion path (between points 0 and A and B and E) have a constant radius R Ex . The middle part of the extrusion path is characterized by a constant pitch angle α. With the extrusion path, the height of the shell structure h M and the output rotation of the fluid drive φ A can be determined.

Durch Änderung des Drucks im Inneren des Hohlraumelementes (2) des Fluidantriebes (1) kommt es zu einer Verformung des Hohlraumelementes (2) und somit des gesamten Fluidantriebes (1). Bei Druckerhöhung wird die Ausgangsverdrehung zurückgedreht und der Fluidantrieb (1) dehnt sich in Richtung der Drehachse (z-Achse) aus. Bei Druckverringerung vergrößert sich die Ausgangsverdrehung bei gleichzeitiger Verkürzung des Fluidantriebes (1) in Richtung der Drehachse. Dieser Zusammenhang zwischen sich ändernder Hohlraum-Druckbelastung (p) und der beiden Teilbewegungen der zweiachsigen Bewegung (Schraubenbewegung) eines Punktes P im Flächenschwerpunkt der Koppelfläche (auf dem Deckel) des Fluidantriebes ist in 3A schematisch dargestellt. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass der theoretisch erreichbare maximale Rückdrehungswinkel φRmax maximal den Anfangsverdrehwinkel φA erreichen kann. Bei negativer Druckbeaufschlagung ist eine Vergrößerung Ausgangsverdrehwinkels φA um den Betrag des minimal erreichbaren Rückdrehwinkel |φRmin| möglich. 3B zeigt schematisch die angenäherte, durch den Fluidantrieb erreichbare Schraubenbewegung. Durch Optimierung der konstruktiven Merkmale des Fluidantriebes kann die Abweichung, charakterisiert durch das 2ε-Band, von der idealen Schraubenbewegung (mittlere gestrichelte Linie) minimiert werden. Das gewünschte Verhältnis von Rotationsbewegung zu Translationsbewegung längs der Rotationsachse, charakterisiert durch den Steigungswinkel β einer idealisierten Schraubenbewegung unter sich ändernder Druckbelastung, lässt sich durch das Verhältnis der Wandstärken der Einbuchtungen und der Krümmungen dE/dK, die Radien RE, RK, und REx, die Anzahl der auf den Querschnitt gleichmäßig verteilten Krümmungen n sowie die Winkel α und φA einstellen. Die Abmessungen des gesamten Fluidantriebes werden mit RA und h festgelegt.By changing the pressure inside the cavity element ( 2 ) of the fluid drive ( 1 ) there is a deformation of the cavity element ( 2 ) and thus the entire fluid drive ( 1 ). When the pressure increases, the output twist is turned back and the fluid drive ( 1 ) expands in the direction of the axis of rotation (z-axis). When pressure is reduced, the output rotation increases with simultaneous shortening of the fluid drive ( 1 ) in the direction of the axis of rotation. This relationship between changing cavity pressure load (p) and the two partial movements of the biaxial movement (screw movement) of a point P in the centroid of the coupling surface (on the lid) of the fluid drive is in 3A shown schematically. It should be noted that the theoretically achievable maximum reverse rotation angle φ Rmax can reach the maximum initial twist angle φ A. In the case of a negative pressure application, an increase in output torsion angle φ A by the amount of the minimum achievable return angle | φ Rmin | possible. 3B schematically shows the approximate achievable by the fluid drive screw movement. By optimizing the structural features of the fluid drive, the deviation, characterized by the 2ε-band, can be minimized by the ideal screw movement (middle dashed line). The desired ratio of rotational movement to translation movement along the axis of rotation, characterized by the pitch angle β of an idealized screw movement under varying pressure load, can be defined by the ratio of the wall thicknesses of the indentations and the curvatures d E / d K , the radii R E , R K , and R Ex , set the number of curvatures n uniformly distributed over the cross section and the angles α and φ A. The dimensions of the entire fluid drive are set with R A and h.

Bei einer wachsenden Hohlraum-Druckbelastung (p) bläht sich die Hohlraumstruktur am Deckel und an den umlaufenden Flanken der Krümmungen auf. 4 zeigt verschiedene mögliche Ausführungsbeispiele des Querschnitts des Fluidantriebes. In 4A ist ein Querschnitt mit drei Krümmungen konstanter Wandstärke dK und konstanten Radien RK dargestellt, die regelmäßig über den gesamten Umfang des Querschnittes des Hohlraumelementes angeordnet sind. Diese Krümmungen sind durch tangential anschließende Einbuchtungen, die jeweils auch den gleichen Radius RE und eine gleichbleibende Wandstärke dE aufweisen, miteinander verbunden. Für das in 4A dargestellte Ausführungsbeispiel gilt außerdem dK = dE.With a growing cavity pressure load (p), the cavity structure inflates on the cover and on the circumferential flanks of the bends. 4 shows various possible embodiments of the cross section of the fluid drive. In 4A is a cross section with three curvatures of constant wall thickness d K and constant radii R K shown, which are arranged regularly over the entire circumference of the cross section of the cavity element. These curvatures are connected to one another by tangentially adjoining indentations which in each case also have the same radius R E and a constant wall thickness d E. For the in 4A illustrated embodiment also applies d = K d E.

4B zeigt einen weiteren bevorzugten Querschnitt des Fluidantriebes, der fünf Krümmungen, die gleichfalls konstante Wandstärken dK und konstante Radien RK aufweisen und regelmäßig über den gesamten Umfang des Querschnittes des Hohlraumelementes (des Fluidantriebes) angeordnet sind, umfasst. Auch in diesem Ausführungsbeispiel haben die Einbuchtungen jeweils gleiche Radien RE und Wandstärken dE, mit dK = dE. 4B shows a further preferred cross section of the fluid drive, the five bends, which also have constant wall thicknesses d K and constant radii R K and are arranged regularly over the entire circumference of the cross section of the cavity element (the fluid drive) comprises. Also in this embodiment, the indentations each have the same radii R E and wall thicknesses d E , with d K = d E.

Ein Vergleich dieser beiden Fluidantriebe ergibt einen kleineren Steigungswinkel β beim Fluidantrieb mit n = 5 Krümmungen, da mit steigender Krümmungsanzahl die Fläche des Deckels zunimmt und so bei gleichem Druck eine größere Kraft von innen auf den Deckel in Richtung der Rotationsachse wirkt, die die Translationsbewegung begünstigt.A comparison of these two fluid drives results in a smaller pitch angle β in the fluid drive with n = 5 curvatures, since with increasing number of curvatures the surface of the lid increases and thus at the same pressure a greater force acts from the inside on the lid in the direction of the axis of rotation, which favors the translational movement ,

Bei dem in 4C gezeigten Ausführungsbeispiel eines Querschnittes des erfindungsgemäßen Fluidantriebes ist der Radius der Krümmungen RK im Vergleich zu dem in 4B gezeigten Ausführungsbeispiel doppelt so groß. Der Außenradius RA des Fluidantriebes (1) ist genauso groß wie bei den vorher beschriebenen Beispielen. Es hat sich gezeigt, dass bei gleicher Ausgangsverdrehung der erzielbare maximale Rückdrehwinkel φRmax bei einem kleineren Verhältnis RK/RA größer ist.At the in 4C shown embodiment of a cross section of the fluid drive according to the invention, the radius of curvature R K compared to that in 4B shown embodiment twice as large. The outer radius R A of the fluid drive ( 1 ) is the same size as in the previously described examples. It has been shown that with the same output twisting, the achievable maximum return angle φ Rmax is greater at a smaller ratio R K / R A.

Der Querschnitt in 4D unterscheidet sich von dem in 4B dadurch, dass das Verhältnis der Wandstärken der Einbuchtung dE und der Krümmungen dK größer als eins, nämlich dE/dK = 3 ist. Die Wahl des Wandstärkenverhältnisses hat großen Einfluss auf die Steifigkeit des Fluidantriebes. Hierdurch können die Leistungsfähigkeit sowie der benötigte Arbeitsdruck beeinflusst werden.The cross section in 4D is different from the one in 4B in that the ratio of the wall thicknesses of the indentation d E and the curvatures d K is greater than one, namely d E / d K = 3. The choice of the wall thickness ratio has a great influence on the stiffness of the fluid drive. As a result, the performance and the required working pressure can be influenced.

5 zeigt eine räumliche Ansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Fluidantriebes mit einer in 4B dargestellten Querschnittsfläche. Hierbei läuft der Extrusionspfad des Querschnittes des Hohlraumelementes an beiden Enden der Mantelstruktur senkrecht auf die Stirnflächen aus. 5 shows a spatial view of an embodiment of the fluid drive according to the invention with a in 4B shown Cross sectional area. Here, the extrusion path of the cross section of the cavity element runs at both ends of the shell structure perpendicular to the end faces.

Eine Ausführung mit unendlich kleinem Krümmungsradius RK und unendlichen großen Radius REx ist in 6 dargestellt. Diese eignet sich für Anwendungszwecke, in denen eine schaufelblattförmigere Ausbildung der Außenflächen z. B. für die Kopplung zwischen Fluidantrieb und Wirkelement wichtig ist.An embodiment with infinitely small radius of curvature R K and infinite large radius R Ex is in 6 shown. This is suitable for applications in which a scoop blade-shaped design of the outer surfaces z. B. is important for the coupling between fluid drive and active element.

Um eine Krümmung des Deckels bei der Verformung zu vermeiden und die Stabilität der Struktur zu verbessern, kann die Steifigkeit des Deckels durch Variation der Materialdicke oder -nachgiebigkeit sowie durch dessen geometrische Form (konkave Anordnung) beeinflusst werden. Dazu kann auch von der monolithischen Bauweise abgewichen werden und z. B. ein starrer Deckel auf dem nachgiebigen Hohlraumelement fixiert werden.In order to avoid curling of the cover during deformation and to improve the stability of the structure, the rigidity of the cover can be influenced by varying the material thickness or compliance as well as by its geometric shape (concave arrangement). This can also be deviated from the monolithic design and z. B. a rigid lid can be fixed on the resilient cavity element.

Bei der Verwendung eines Materials mit anisotroper, am Extrusionspfad ausgerichteter Nachgiebigkeit kann diese Materialeigenschaft dazu genutzt werden, dass Verhältnis von Rotationsbewegung zu Translationsbewegung längs der Rotationsachse einzustellen.When using a material with anisotropic compliance oriented on the extrusion path, this material property can be used to adjust the ratio of rotational movement to translation movement along the axis of rotation.

Eine weitere Möglichkeit die Leistungsfähigkeit sowie den benötigten Arbeitsdruck zu beeinflussen, kann durch das Einbringen weiterer Energieformen von außen realisiert werden. Beispielhaft kann durch Eintrag von Wärmeenergie der Fluidantrieb in seiner Steifigkeit verringert werden. Außerdem kann das gewünschte Verhältnis von Rotationsbewegung zu Translationsbewegung längs der Rotationsachse infolge einer gerichteten Versteifung des Fluidantriebes durch ein von außen wirkenden Magnetfeld, dass auf die während der Fertigung des Fluidantriebes ins Material eingebrachten magnetischen Nano- bzw. Mikropartikel wirkt, eingestellt werden.Another way to influence the performance and the required working pressure, can be realized by the introduction of other forms of energy from the outside. By way of example, by introducing heat energy, the fluid drive can be reduced in its rigidity. In addition, the desired ratio of rotational movement to translation movement along the axis of rotation due to a directed stiffening of the fluid drive by an external magnetic field that acts on the introduced during the manufacture of the fluid drive into the material magnetic nano- or microparticles can be adjusted.

Um den Funktionsumfang zu vergrößern oder qualitativ andere Bewegungs-Druck-Kennlinien zu erzeugen, können auch mehrere erfindungsgemäße Fluidantriebe parallel oder bevorzugt seriell in gleicher oder gegenläufiger Richtung miteinander verschaltet werden. Beispielhaft kann mithilfe einer seriellen Verschaltung zweier gegenläufiger erfindungsgemäßer Fluidantriebe, die gemeinsam monolithisch gefertigt wurden, mit unterschiedlicher Schraubenkennlinie eine Umkehrbewegung des Gesamtsystems realisiert werden.In order to increase the range of functions or to produce qualitatively different motion-pressure characteristics, several fluid drives according to the invention can also be interconnected in parallel or preferably in series in the same or opposite direction. By way of example, by means of a serial interconnection of two counter-rotating fluid drives according to the invention, which were manufactured monolithically together, with different screw characteristics, a reversal movement of the entire system can be realized.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch eine Reihe von Vorteilen aus. Diese resultieren einerseits aus der Geometrie des Fluidantriebes und andererseits aus der Nachgiebigkeit des verwendeten Materials (reversible Verformbarkeit). Es kann mit einem einzigen elementaren, monolithischen Fluidantrieb mit nur einem Hohlraum eine nahezu exakte bidirektionale Schraubenbewegung der Koppelfläche bei sich ändernder innerer Hohlraum-Druckbelastung realisiert werden. Der Fluidantrieb ist aufgrund seines einfachen Aufbaus gut miniaturisierbar und lässt sich z. B. mit einem Formwerkzeug in einem Schritt herstellen, ohne dass weitere Montageschritte notwendig sind. Bei konstanten Verhältnissen der geometrischen Parameter (wie z. B. der Radien) bleibt bei der Miniaturisierung das qualitative Bewegungs- und Verformungsverhalten unverändert. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Ausgangsverdrehung φA der Mantelstruktur des Fluidantriebes bereits bei der Fertigung eingebracht wird und nicht durch eine Vorspannung mittels Umformprozess o. ä. erzeugt werden muss. Die Struktur befindet sich somit in einem mechanisch spannungslosen Zustand.The present invention is characterized by a number of advantages. These result on the one hand from the geometry of the fluid drive and on the other hand from the flexibility of the material used (reversible deformability). It can be realized with a single elementary, monolithic fluid drive with only one cavity a nearly exact bidirectional screw movement of the coupling surface with changing internal cavity pressure load. The fluid drive is well miniaturized due to its simple structure and can be z. B. with a mold in one step, without further assembly steps are necessary. At constant ratios of the geometric parameters (such as the radii), the qualitative motion and deformation behavior remains unchanged during miniaturization. Another advantage is that the output twist φ A of the shell structure of the fluid drive is already introduced during production and does not have to be generated by a pre-stress by means of forming process or the like. The structure is thus in a mechanically de-energized state.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fluidantriebfluid drive
22
Hohlraumelementcavity element
33
Deckel (mit Koppelfläche)Cover (with coupling surface)
44
Halterungbracket
55
Mantelstrukturshell structure
66
Koppelfläche zwischen Fluidantrieb und WirkelementCoupling surface between fluid drive and active element
nn
Anzahl der KrümmungenNumber of bends
RK R K
Radius der KrümmungenRadius of curvatures
dK d K
Wandstärke der KrümmungenWall thickness of the bends
REi R egg
Radius der EinbuchtungenRadius of the indentations
dE d E
Wandstärke der EinbuchtungenWall thickness of the indentations
RA R A
Außenradius des FluidantriebesOuter radius of the fluid drive
REx R ex
Radius des ersten und letzten Abschnittes des ExtrusionspfadesRadius of the first and last section of the extrusion path
hH
Höhe des FluidantriebesHeight of the fluid drive
dD d D
Dicke des DeckelsThickness of the lid
hHa h Ha
Höhe der HalterungHeight of the bracket
hHo h Ho
Höhe des HohlraumelementesHeight of the cavity element
hM hm
Höhe der MantelstrukturHeight of the shell structure
αα
Steigungswinkel des zweiten Abschnittes des ExtrusionspfadesPitch angle of the second section of the extrusion path
ββ
Steigungswinkel der idealisierten Schraubenbewegung unter steigender HohlraumdruckbelastungSlope angle of the idealized screw movement under increasing cavity pressure load
φA φ A
Ausgangsverdrehung der MantelstrukturOutput twist of the shell structure
φR φ R
Rückdrehwinkel der Mantelstruktur vom Fluidantrieb (entgegengesetzt gerichtet zur Ausgangsverdrehung)Return angle of the shell structure of the fluid drive (opposite direction to the output rotation)
φRmax φ Rmax
maximal erreichbarer Rückdrehwinkelmaximum achievable return angle
φRmin φ Rmin
minimal erreichbarer Rückdrehwinkelminimum achievable return angle
pp
HohlraumdruckbelastungCavity pressure load
PP
Punkt auf dem Deckel des Fluidantriebes (im Flächenschwerpunkt der Koppelfläche)Point on the lid of the fluid drive (in the centroid of the coupling surface)

Claims (10)

Nachgiebiger Fluidantrieb zur Erzeugung einer nahezu exakten bidirektionalen Schraubenbewegung, umfassend ein Hohlraumelement (2) aus reversibel verformbaren, elastisch dehnbaren Material (vorzugsweise Elastomer), das an seiner ersten Stirnfläche an einer Halterung (4) befestigt ist und an der gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche mit einem Deckel (3) verschlossen ist dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidantrieb (1) miniaturisierbar ist und das Hohlraumelement (2) eine monolithische, durch Extrusion erzeugte spiralförmig verwundene Mantelstruktur (5) aufweist, deren Querschnittsfläche von außen wie von innen abwechselnd von mindestens zwei nach außen gerichteten positiven Krümmungen und tangential anschließenden Einbuchtungen mit negativer Krümmung begrenzt ist, wobei das Hohlraumelement (2) im Ausgangszustand ohne mechanische Vorspannung ist.Flexible fluid drive for producing a nearly exact bidirectional screw movement, comprising a cavity element ( 2 ) made of reversibly deformable, elastically extensible material (preferably elastomer), which at its first end face to a holder ( 4 ) is attached and at the opposite second end face with a lid ( 3 ) is characterized in that the fluid drive ( 1 ) is miniaturizable and the cavity element ( 2 ) a monolithic spiral-wound jacket structure produced by extrusion ( 5 ) whose cross-sectional area is bounded alternately from outside and from inside by at least two outwardly directed positive curvatures and tangentially adjoining indentations with negative curvature, wherein the cavity element ( 2 ) is in the initial state without mechanical bias. Nachgiebiger Fluidantrieb nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachse der spiralförmig verwundenen Mantelstruktur (5) senkrecht auf dem Mittelpunkt des Querschnittes steht und die Spirale an beiden Enden derart abgerundet ist, dass sie senkrecht auf die Stirnflächen des Hohlraumelementes (2) auftrifft.Compliant fluid drive according to claim 1, characterized in that the central axis of the helically wound jacket structure ( 5 ) is perpendicular to the center of the cross section and the spiral is rounded at both ends so that they perpendicular to the end faces of the cavity element ( 2 ). Nachgiebiger Fluidantrieb nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmungen regelmäßig über den Umfang des Querschnittes des Hohlraumelementes (2) angeordnet sind.Compliant fluid drive according to one of claims 1 or 2, characterized in that the bends regularly over the circumference of the cross section of the cavity element ( 2 ) are arranged. Nachgiebiger Fluidantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Radien RK und Wandstärken dK der Krümmungen und die Radien RE und Wandstärken dE der Einbuchtungen untereinander jeweils gleich groß sind und die Wandstärken der Krümmungen dK und der Einbuchtung dE gleich groß sind.Compliant fluid drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radii R K and wall thicknesses d K of the bends and the radii R E and wall thicknesses d E of the indentations are each equal to each other and the wall thicknesses of the curvatures d K and the indentation d E are the same size. Nachgiebiger Fluidantrieb nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Radien (RK/RE) und das Verhältnis aus den Wandstärken der Krümmungen und der Einbuchtungen (dK/dE) ungleich eins ist.Compliant fluid drive according to claim 4, characterized in that the ratio of the radii (R K / R E ) and the ratio of the wall thicknesses of the curvatures and the indentations (d K / d E ) is not equal to one. Nachgiebiger Fluidantrieb nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Radien der Krümmungen RK sehr klein sind und/oder die Radien des ersten und dritten Abschnittes eines Extrusionspfades REx sehr groß sind.Resilient fluid drive according to claim 4, characterized in that the radii of the curvatures R K are very small and / or the radii of the first and third sections of an extrusion path R Ex are very large. Nachgiebiger Fluidantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Nachgiebigkeit des Hohlraumelement-Materials durch äußere Energiezufuhr veränderbar ist und/oder das Material des Hohlraumelementes eine isotrope oder anisotrope Nachgiebigkeit aufweist.Compliant fluid drive according to one of claims 1 to 6, characterized in that the resilience of the cavity element material is variable by external energy supply and / or the material of the cavity element has an isotropic or anisotropic compliance. Nachgiebiger Fluidantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel aktive oder passive Funktionsflächen oder -elemente aufweist und so ausgebildet ist, dass seine Krümmung bei Druckerhöhung im Hohlraumelement vernachlässigbar ist.Resilient fluid drive according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cover has active or passive functional surfaces or elements and is designed so that its curvature is negligible with pressure increase in the cavity element. Verfahren zur Erzeugung einer nahezu exakten bidirektionalen Schraubenbewegung mit einem nachgiebigen Fluidantrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die nahezu exakte bidirektionale Schraubenbewegung mittels Änderung des Innendruckes in dem reversibel verformbaren, elastisch dehnbaren Hohlraumelement (2) realisiert wird, wobei das Verhältnis zwischen Rotations- und Translationsbewegung längs der Rotationsachse über das Verhältnis aus Wandstärke dE zur Wandstärke dK, die Radien RK, RW und REx, die Anzahl der Krümmungen n, die Winkel α und φA sowie über die Materialeigenschaften des Hohlraumelementes (2) einstellbar ist.A method for producing a nearly exact bidirectional screw movement with a flexible fluid drive according to one of claims 5 to 8, characterized in that the almost exact bidirectional screw movement by means of changing the internal pressure in the reversibly deformable, elastically extensible cavity element ( 2 ) is realized, wherein the ratio between rotational and translational movement along the axis of rotation on the ratio of wall thickness d E to the wall thickness d K , the radii R K , R W and R Ex , the number of bends n, the angle α and φ A as well as the material properties of the cavity element ( 2 ) is adjustable. Verwendung mehrerer miteinander kombinierter nachgiebiger Fluidantriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Erzeugung hochkomplexer Bewegungen für die Medizintechnik und/oder Robotik.Use of a plurality of combined resilient fluid drives according to one of claims 1 to 8 for the generation of highly complex movements for medical technology and / or robotics.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010056099A1 (en) 2010-12-21 2012-06-21 Technische Universität Ilmenau Device for adaptively and actively positioning and holding sensor on or above surface of e.g. body hair of human being during biological experiments in medical industry, has actuator module resting against surface of biological object
DE102016003295B3 (en) * 2016-03-04 2017-05-11 Technische Universität Ilmenau Adaptive electrode carrier, its use and method for its insertion
CN109108957A (en) * 2018-08-02 2019-01-01 浙江大学 A kind of rotatable Grazing condition handgrip
CN109108956A (en) * 2018-08-02 2019-01-01 浙江大学 A kind of rotatable Grazing condition mechanical arm
CN109291070B (en) * 2018-08-02 2022-01-04 浙江大学 Triangular prism full-flexible torsion actuator
CN109719704B (en) * 2018-11-13 2020-11-20 浙江大学 Full-flexible bidirectional torsion actuator
CN115625691B (en) * 2022-09-08 2023-05-02 浙江大学 Two-degree-of-freedom electric driving software driver

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3613455A (en) * 1968-08-19 1971-10-19 Sparton Corp Fluted transducer pressure sensing member
EP0236764A1 (en) * 1986-02-12 1987-09-16 Henry M. Paynter Method and system employing double-acting, fluid-driven, twister-pairs as combined joints and motors in robots
US4815782A (en) * 1986-12-08 1989-03-28 United Technologies Corporation Grappling device
US5033270A (en) * 1990-10-01 1991-07-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Rotary bellows
EP0437792A1 (en) * 1989-12-20 1991-07-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Flexible finger member
US5090297A (en) * 1990-05-09 1992-02-25 Nathaniel A. Hardin All-elastomer fluid-pressure-actuatable twistors and twistor drive assemblies
DE19500368A1 (en) * 1995-01-09 1995-05-24 Klaus Prof Dr Ing Affeld Micromanipulator based on hollow fibre for small components or tools
WO1997039861A1 (en) * 1996-04-23 1997-10-30 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Method for the production of flat pneumatic and fluid micromanipulators
US5842657A (en) * 1997-08-15 1998-12-01 Trw Inc. Seat belt webbing pretensioner
US5992900A (en) * 1997-05-29 1999-11-30 Heller; Chester Markmann Pressure actuated pipe swivel joint
DE19910196A1 (en) * 1999-03-09 2000-09-14 Contitech Luftfedersyst Gmbh Turning and / or lifting device

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3613455A (en) * 1968-08-19 1971-10-19 Sparton Corp Fluted transducer pressure sensing member
EP0236764A1 (en) * 1986-02-12 1987-09-16 Henry M. Paynter Method and system employing double-acting, fluid-driven, twister-pairs as combined joints and motors in robots
US4815782A (en) * 1986-12-08 1989-03-28 United Technologies Corporation Grappling device
EP0437792A1 (en) * 1989-12-20 1991-07-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Flexible finger member
US5090297A (en) * 1990-05-09 1992-02-25 Nathaniel A. Hardin All-elastomer fluid-pressure-actuatable twistors and twistor drive assemblies
US5033270A (en) * 1990-10-01 1991-07-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Rotary bellows
DE19500368A1 (en) * 1995-01-09 1995-05-24 Klaus Prof Dr Ing Affeld Micromanipulator based on hollow fibre for small components or tools
WO1997039861A1 (en) * 1996-04-23 1997-10-30 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Method for the production of flat pneumatic and fluid micromanipulators
US5992900A (en) * 1997-05-29 1999-11-30 Heller; Chester Markmann Pressure actuated pipe swivel joint
US5842657A (en) * 1997-08-15 1998-12-01 Trw Inc. Seat belt webbing pretensioner
DE19910196A1 (en) * 1999-03-09 2000-09-14 Contitech Luftfedersyst Gmbh Turning and / or lifting device

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