JP4256638B2

JP4256638B2 - 空気式アクチュエータ

Info

Publication number: JP4256638B2
Application number: JP2002201521A
Authority: JP
Inventors: ビージャクソンワーレン; ケイビーゲルセンデイビッド; スワルツラース−エリック; シーピーチェウンパトリック
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2022-07-10
Also published as: EP1275853A2; JP2003148416A; DE60225090T2; US6490960B1; EP1275853B1; DE60225090D1; EP1275853A3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械的なアクチュエータに関し、より詳しくは、プリント回路（ＰＣ）基板などの基板上に形成された、電気的に制御される空気式アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロボット工学応用法などにおける、対象の位置制御は、対象に作用する力及び対象の動きを検知する能力、対象に力を加える能力、及び／又は、対象を駆動するためのアクチュエータの制御を実現するために必要な計算を実行する能力を必要とする。検知分野及び計算分野においては相当な進歩が見られたが、アクチュエータ駆動機構に向けられた開発は不足している。例えば、従来技術においては、どのように、対象を移動させるための人間の筋肉の動きを完全に模倣するかは知られていない。
【０００３】
アクチュエータの望ましい特徴としては、低コスト、低質量、低電力消費、大きな動作範囲又はストローク、小さな体積、及び機械的な仕事を実行するためのエネルギ変換の簡易性及び効率などが含まれる。低い質量は、対象を移動させるために必要な力の量を低減し、よって、電力消費も低減させる。これらの特徴を備えるアクチュエータは、小さな力のロボット応用法や、その他の低質量アクチュエータを必要とする応用法での使用に特に適している。
【０００４】
平面状の空気式筋肉は、ＰＣ基板製作技法への容易な適合性を含む、多くの利点を有する。複雑な行列の空気式筋肉アクチュエータもまた、妥当なコストで制作できる。これに加え、空気式筋肉とコントローラとの電気的な接続は、簡易に実施できる。
【０００５】
空気式筋肉はまた、より低い質量を有する。これは例えば、鉄の中心部と、動の巻き線を有するソレノイドアクチュエータとを備え、比較的重い電気モータと対照的である。液圧式アクチュエータシステムは、比較的質量の高い封止及び閉じ込め壁を必要とし、これらはしばしば、機械的な構造及び動作に干渉する。これに対し、空気式筋肉は、著しく低い質量を有し、これにより、ロボット工学応用法で頻繁に必要とされる高速動作を可能にする。
【０００６】
これに加え、空気式筋肉を制作する際の許容度は、液圧システムほど圧力漏れが致命的ではないと考えられているため、液圧システムに比べていくらか緩めである。これに加え、空気などの加圧気体の漏れは、周囲の部品を損傷する可能性が低く、また、環境又は人間の健康をおびやかす可能性も低い。空気式筋肉はまた、効率的に電力を機械的な仕事に変換する。
【０００７】
空気式筋肉システムはまた、著しく大きなストローク及び仕事範囲を有して設計することができる。空気が加圧気体として使われた場合、多くの機械的なシステムと違い、ストロークの範囲全体にわたって、力が比較的一定に保たれる。例えば、ソレノイドアクチュエータは、ストローク距離が増大するにしたがって質量が増大する従来の中心部を必要とする。例えば、ストロークが３０センチメートルのソレノイドアクチュエータは、相当の質量を有する。
【０００８】
ＰＣ基板上に制作された空気式筋肉は、比較的低い圧力レベル、例えば、１ｋＰａで切り換えることができる。静電ＰＣ基板弁を電磁ソレノイド弁に置き換えられた場合、より高い圧力、おそらく、１ＭＰａほどの圧力を達成でき、これにより、より大きな力を可能にする。電磁ソレノイド弁は、ＰＣ基板技術を使い、又はインパクトプリンタ技術を使い制作できる。より小さなソレノイド空気弁は、より重いが、同等の仕事を実行するために必要な、対応するモータほど重くはない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、筋肉を模倣する空気式アクチュエータを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの態様によれば、ＰＣ基板上に形成された空気式アクチュエータが、対象に作用する力を生成し、好適には、この空気式アクチュエータが、第１の圧力を供給する第１の圧力源と、上記第１の源よりも低い第２の圧力を供給する第２の圧力源と、上記第１及び第２圧力源と交互に導通する少なくとも１つの膨張チャンバと、基板上に形成され上記第１及び第２圧力源の１つに対して、制御可能にチャンバを開閉する第１の弁及び第２の弁と、上記膨張チャンバと相互作用し、対象に力を印加するアクチュエータ部材と、を含む。アクチュエータは好適には、平面バッチ技法（planar batch technology）を使い形成され、弁は好適には、ＰＣ基板上に取り付けられた電気的に制御可能なフラップ弁を備える。
【００１１】
本発明のもう１つの実施の形態によれば、アクチュエータが、対向するよう配置された膨張チャンバを含み、この対向配置された膨張チャンバが逆方向の力を生成して対象に印加し、これにより対象を往復するように移動させる作用を有する。また、更に他の実施の形態によれば、アクチュエータが、全体的な獲得可能な移動量の程度を増加させる又はアクチュエータによって生成される力を増幅するために、直列又は並列に配置された複数の膨張チャンバを有する。
【００１２】
本発明のもう１つの態様によれば、筋肉を模倣する空気式アクチュエータ（以下、「空気式筋肉」）が、電気的に制御される空気弁を使い、収縮力を発生させる。対向する対の空気式筋肉又はその膨張チャンバの使用により、逆方向の移動が達成される。コストを最小限にするため、筋肉と制御装置との通信を簡略化するため、そして、弁の重さ及び体積を最小限にするために、弁は、ＰＣ基板製作技法を使い製作される。ＰＣ基板製作はまた、複雑な組み合わせの弁を可能にし、柔軟な基板に弁を組み込むことを可能にする。
【００１３】
本発明の他の特徴、態様、及び利点は、添付する図面と共に以下の記載を検討することにより明らかになろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に、空気式筋肉１０を示し、この空気式筋肉１０は、対向する一対の筋肉素子１２及び１４を有し、この筋肉素子１２及び１４の各々は、図１の面に垂直な線１１と実質的に平行なプリント回路（ＰＣ）基板（Printed Circuit Board）１３及び１５上に制作される。ここでいうＰＣ基板は、その上に、基板に接続された部品を電気的にアドレスし駆動するための、金属トレースのパターンが形成された、全ての電気的に絶縁された物質を含む。図１の（Ａ）は、図２の線Ａ−Ａに沿った筋肉素子１２及び１４の部分断面図であり、図１の（Ｂ）は、図２の線Ｂ−Ｂに沿った筋肉素子１２の部分断面図である。装置の好適な形においては、対向する筋肉素子１２及び１４は、圧力チャンバ（プレナム）１６の対向する側に配置され、逆方向の形で対象３５の移動を実行する、対向する力を印加する。筋肉素子を始動するためには、圧力チャンバ１６が、例えば、大気圧よりも５０ｋＰａから１００ｋＰａ高い圧力の程度まで加圧される。加圧は、圧力チャンバ１６を正の圧力源と導通することにより達成されてもよい。このような大きさの圧力は、高圧メンテナンス用の変形流れ制御弁から作られる静電弁によって達成できる。例えば、小さなオリフィス及び大きな静電電極は、１００ｋＰａ以上の圧力を保持できる。
【００１５】
筋肉素子（上部筋肉素子）１２を参照し、圧力チャンバ１６は、ＰＣ基板１３を通る加圧オリフィス２２と導通する。加圧オリフィス２２は、フラップ弁１８（図１の（Ａ））を介して、圧力チャンバ１６から膨張チャンバ２４へと空気を送る。一方、フラップ弁２０（図１の（Ｂ））が、膨張チャンバ２４からオリフィス２１を通って源１５へと空気を送ることを可能にする。源１５は、周囲大気であってもよく、真空であってもよく、又は、圧力チャンバ１６の圧力より低い圧力を有する圧力源であってもよい。膨張チャンバ２４と圧力チャンバ１６との間の流れ、及び、膨張チャンバ２４と源１５との間の流れは、例えば、それぞれフラップ弁１８及びフラップ弁２０によって制御される。
【００１６】
筋肉素子１２に結合された、シリコーンゴムやエラストマシートなどの柔軟な膜（エラストマ膜）２８が、膨張チャンバ２４の上側を封止する。膜２８の上では、ファイバグラスによって強化されたプラスチック材料などの、柔軟な非伸張性の材料のストリップ３０が、点３２においてハウジングに取り付けられる。非伸張性材料は任意に、対象３５に係合し力Ｆｄを印加する前に、テフロン棒又はローラ３４などの低摩擦拘束物質の下を通る。材料のストリップ３０はその構成に沿って他の位置で固定されてもよく、又は、他の点において筋肉素子に固定されてもよい。
【００１７】
対応する膨張チャンバ２５（図１の（Ａ））、加圧オリフィス２３（図１の（Ａ））、フラップ弁２７（図１の（Ｂ））、及び解放オリフィス１９（図１の（Ｂ））が、圧力チャンバ１６の反対側の筋肉素子１４に設けられ、対象３５に印加される対向する力（及び移動）を生成する。筋肉素子１４は、筋肉素子１２と同様の構成及び動作を有する。素子１４はまた、対象３５に、対向する力で係合する、柔軟な非伸張性の材料３１を含む。これに加え、対向する筋肉の対は、基板の対向する側に配置されなくともよく、剛直な基板の上に取り付けられる必要もないことに留意すべきである。例えば、単一の又は複数の基板上の同一平面、平行な平面、又は平行でない平面上に筋肉対を設けるなど、本発明の範囲から離れることなく、他の配置を構築することも可能である。柔軟性の基板を使うこともできる。更に、筋肉素子は、対で適用される必要はない。１２などの単一の筋肉素子が外部システムに力を印加し、その後、外部システムが、筋肉による反発の必要のない対向する力を印加する時に、フラップ弁２０を通じて膨張チャンバを減圧することもできる。筋肉素子の様々な配置は、対応する様々な、線形、対向、又はその他の力を実行するための、対応する、ストリップ（非伸張性材料）３０の様々な配列及び取り付け点を規定する。例えば、ストリップ３０は、その中間点において固定されてもよく、これにより、１つ又はそれ以上の膨張チャンバ、又は１列の膨張チャンバとの機能的な関係が、対向する力又は動きを生成する。
【００１８】
動作においては、フラップ弁（加圧フラップ弁）１８（図２）が開き、膨張チャンバ２４内の圧力を増加させる。好適にはＰＣ基板と共に又はＰＣ基板上に形成されるフラップ弁１８は、静電的、磁気的、又は他の当該分野に知られる手段によって制御され、例えば、静電力又は磁力が作用し、印加される電圧又は電流パスを切替え又は制御することにより、フラップ弁を開く又は閉じてもよい。エラストマ材料の膜２８が広がり、これにより、ゆがみ２９がストリップ（非伸張性材料）３０に現れる。したがって、ストリップ３０の端部３３が取り付け点３２に向かって移動する。解放された時には、フラップ１８が、弁を通じてゼロ流れ（zero-flow）の状態で閉じ、フラップ弁（圧力解放弁）２０が開かれ、チャンバ２４から源１５（図１の（Ｂ））へと圧力を通気させる。源１５は、周囲大気であってもよく、真空であってもよく、又は、圧力チャンバ１６の圧力より低い圧力を有する圧力源であってもよい。エラストマ材料の膜２８はその元の形状を呈し、ストリップ３０は、元の伸張度に自由に戻ることができる。
【００１９】
各筋肉素子１２又は１４によって生成される力Ｆｄは、以下の式により与えられる。
【数１】
Ｆｄ＝−（ｄ／ｘ）・ＰＡ
【００２０】
ここでＰは、圧力チャンバ１６のゲージ圧、Ａは、プレナムの圧力が印加される膜２８の面積、ｘ（図１に示す）は、広げられた膜の高さ、ｄは、（Ｌ²−ｘ²）の平方根であり、膜２８から取り付け点３２までの距離、そして、Ｌが非伸張性ストリップ３０の弾性膜との接触点と取り付け点３２との間の長さである。筋肉のストローク又は範囲Ｒは、以下の式により与えられる。
【数２】
Ｒ＝２Ｌ・｛１−√１−ｘ²／Ｌ²｝
【００２１】
例えば、ｘ＝０．５ｍｍ、Ｌ＝４．０ｍｍ、Ｐ＝１００ｋＰａ、Ａ＝２ｍｍ２程度の特定の値においては、約１ニュートン（Ｎｔ）の力Ｆｄを、０．５ｍｍの範囲にわたって生成できる。また、Ａｏｒｉｆｉｃｅが非常に小さければ、Ｐが高い場合であっても、抵抗力ＰＡｏｒｉｆｉｃｅは小さくなる。トレードオフとして、膨張チャンバを満たす又は膨張チャンバから排出するための時間定数が、対応して大きくなる場合があることが挙げられる。
【００２２】
筋肉素子の偏位又は筋肉によって生成される力Ｆｄの大きさを増幅するために、図１及び図２を参照して説明された構成の筋肉素子を複数個、直列又は並列で１つにまとめることもできる。例えば、図３は、直列に接続された複数の筋肉素子１２１から筋肉素子１２ｎを示し、この例では、力Ｆｄによって可能とされる対象３５の移動距離が、ｎ倍に増加している。筋肉素子の各々は、共通の圧力チャンバ１６と導通し、フラップ弁１８と、膨張チャンバ２４と、膜２８と、任意のローラ３４と、を備える。筋肉素子の各々はまた、一般的な非伸張性材料製の連続的な柔軟性ストリップ３０を共有し、このストリップ３０は第１の筋肉素子１２１の接続点３２に固定される。ストリップ３０の他端３３が、対象３５と係合する。対象３５の対向する動きを達成するために、図１に示すものと同様に、筋肉素子が相補的な形で配置されてもよい。しかしながら、図３に示す実施の形態は、平面であり、平面製作方法と互換性があるという利点を有する。製作コストは低くなるであろうし、信頼性も比較的高くなると思われる。
【００２３】
この代わりに、対象３５に作用する移動距離ではなく、力Ｆｄを増幅するために、筋肉素子を横に並べて並列にまとめることもできる。この場合、移動量の範囲又はストロークは変化しないが、力の倍率が「ｎ」となる。
【００２４】
図４及び図５に、アコーディオンの形に構成される空気式の筋肉素子４０を示す。図１に関して説明された平面筋肉素子と同様に、アコーディオン型の筋肉素子もまた、平面バッチ技術を使い製作し、ＰＣ基板上に電気的に制御されるフラップ弁を形成することができる。アコーディオン型の筋肉素子４０は、大気圧又は解放プレナム４２と、チャンバ（加圧プレナム）４１と、フラップ弁４４及びフラップ弁４６と、膨張チャンバ４８と、を備える。任意に、筋肉素子４０は、アコーディオン型筋肉素子の逆方向の膨張及び収縮移動の案内を助ける円筒形の保持スリーブ５０を備えていてもよい。動作においては、膨張チャンバ４８に圧力を加えた時に、表面に発生する力Ｆｄが、対象（図示せず）を動かす。減圧時には、力−Ｆｄが、対象を反対方向に移動させる。ここで、図４及び図５は、対象の逆方向の移動を達成するために、対向する素子が必ずしも必要でないことを示す。
【００２５】
図６及び図７に、図４に示すアコーディオン型の筋肉素子４０を製作するためのステップを示す。アコーディオン型筋肉は好適には、同軸を有して整列する、一連の環状のリング６０から６７を有する。リング６０から６７は好適には、柔軟な非伸張性の材料を含む。基部リング６８が、アコーディオンの一端を形成する。リング６０、６２、６４、及び６６は、環状の接着領域７０、７２、７４、７６を、それぞれのリングの内部周辺又はその近辺に配置して有する。同時に、リング６１、６３、６５、及び６７は、環状の接着領域７１、７３、７５、及び７７を、それぞれのリングの外部周辺又はその近辺に配置して有する。アコーディオン型筋肉素子の製作は、積み重なったリング６０から６７の内部及び外部周辺エッジを交互にプレスし（又はこの分野では知られる他の手段によって接合し）、リングをそれぞれの周辺エッジにおいて接合するステップを含む。製作はまた、基部リング６８とリング６７の接着領域とをプレスする又は接合するステップを含んでもよい。他の接合方法としては、例えば、熱結合及び溶融などが挙げられる。形成ステップには、筋肉のそれぞれの端部を封止するステップと、筋肉素子４０の少なくとも１つの端部をフラップ弁と封止関係になるよう合わせるステップと、が含まれる。筋肉素子が形成されると、図４に示す構成に挿入される。
【００２６】
フラップ弁４６が開かれると、フラップ弁４６は、チャンバ４１のプレナム圧力に抵抗する。フラップ弁（排出フラップ弁）４４が、周囲大気へのアクセス、又は、周囲大気への通気の代わりにチャンバ４１の真空源が使われた場合には、そのような真空源へのアクセスを制御する。膨張チャンバ４８内の圧力が増加することにより、筋肉素子が膨張され、この結果、表面５２が移動し、これにより、対象が移動される。フラップ弁（加圧フラップ弁）４６が閉じ、フラップ弁４４が開くと、アコーディオン型筋肉素子４０は、反対方向に収縮し、これにより、対象の逆方向の動きを可能にする。空気式筋肉によって生成される力Ｆｄは、以下の数式で表すことができる。
【数３】
Ｆｄ＝ＰＡ−Ｆｅｘｐａｎｓｉｏｎ
【００２７】
ここで、Ｐはプレナム圧であり、Ａは端部キャップ５２の面積、Ｆｅｘｐａｎｓｉｏｎは、アコーディオンを膨張させるために必要な力である。膨張及び収縮サイクルの際の移動の偏位中の力Ｆｄの大きさは、一般的には、筋肉の伸張量又は移動量に依存する。膨張速度Ｒは、以下の数式から求められる。
【数４】
Ｒ＝Ｃ・Ｐ／Ａ
【００２８】
ここでＣはプレナム弁の伝導性であり、Ｐはプレナム圧とアコーディオン内の圧力との差、Ａは端部キャップ５２の面積である。多くの流況においては、Ｃはオリフィスの面積に比例し、したがって、筋肉素子の伸張速度は、オリフィス面積と端部キャップ面積との比に比例する。
【００２９】
図８に、移動量を増大するために、直列に配置された複数の筋肉素子（アコーディオン素子）８０、８１、及び８２を示す。この配列において横方向の剛直性を可能にするために、一連の任意の保持スリーブ８３、８４、及び８５をアコーディオン素子の周りに配置し、アコーディオンのゆがみ又は剪断変形を防止してもよい。また、アコーディオン型筋肉が、直列で接続される場合（例えば、つながって積み重ねられる場合）、空気及び電気信号を筋肉の隣接する部分間で伝達できるよう配慮が為される。１つの実施の形態では、一連の空気コイル及び信号線８６、８７、及び８８が、筋肉素子８０、８１、及び８２内に配置される。これらの線は、２つのチャンバ間及び３つ以上のチャンバ間において空気の導通路を提供するよう構成される。この代わりに、空気コイル及び信号線をアコーディオンの外部に配置することもできる。線が筋肉素子の膨張及び収縮に合わせることを可能にするいずれの構成であっても十分であり、更に、線は、アコーディオンの壁と一体化されていてもよい。
【００３０】
図９に、本発明による、更にもう１つの実施の形態を示す。ここで、空気式筋肉素子は、弁を使い、柔軟な非伸張性材料からなる上部及び下部波状膜９１及び９２を有するセル状パッド（膜）９０を膨張及び／又は収縮させる。この上部及び下部波状膜９１及び９２は、それぞれの合致する波立つ表面領域ａ、ｂ、ｃなどを取り付けることにより形成された、相互接続するサブチャンバ又は領域をその間に有する。セル状パッド９０は、固定点９７においてプレート９６に固定される。加圧フラップ弁９３が開き、膨張した場合には、正の空気圧が、波状膜の個々のサブチャンバを膨張させ、端点９５を内側に引く。これにより、セル状パッド９０の反対側の端点に取り付けられた対象（図示せず）に力Ｆｄを印加する。それぞれのサブチャンバの収縮時（真空やその他の手段による）には、端点９５は負の力−Ｆｄを対象に印加し、これにより、逆方向の動きを可能にする。負の力は、膜９１及び９２がその元の形状に戻る際のその表面のバネ動作によって達成してもよい。
【００３１】
図１０に、例示するセル状パッド９０が、平面技法を使って、どのように形成されるかを示す。１つの方法は好適には、接着剤又は熱又は化学的結合により、セル又は取り付け領域を形成するステップを含む。形成ステップは、上部膜９１及び下部膜９２をそれぞれの接着取り付け点（そのうちの１つを符号９８で示す）において取り付けるステップを有し、これにより、図１０の（Ｂ）に示す積層構造を形成する。この結果の積層構造は、接着領域９８ａや接着領域９８ｂなどの接着領域の間に配置されたポケット内に埋め込まれた空気ポケット又はサブチャンバ９７を含む。加圧した際には、図９に示すようにサブチャンバが膨張し、これにより、対象に作用する力Ｆｄを生成する。
【００３２】
例示する実施の形態は、膨張チャンバに供給する又は膨張チャンバから放出する媒体として空気を使うものが説明されたが、本発明はこれに限られない。同様に他の気体又は流体を使い、筋肉を動かしてもよい。これに加え、フラップ弁が図示され説明されたが、多くの種類のＰＣ基板弁を用いることもできる。このような弁の制御は、当該分野に知られているように、電気的、機械的、又は磁気的な手段によって達成できる。ここでは、圧力又は圧力源は、正の圧力、負の圧力（すなわち真空）、又は単純に周囲大気の圧力、例えば、正の圧力又は負の圧力が通気される領域のいずれであってもよい。ここに図示する膨張チャンバ、広げることが可能な部材、及びアクチュエータ部材もまた、当該分野で知られるような、様々な形式及び構成であってもよい。更に、図示するＰＣ基板は、単純に、プリント回路を有する又は有さない、いずれの形式の基板を含んでいてもよく、したがって、用語「ＰＣ基板」は広く解釈されるべきである。ここに示すものの他の製作方法を用いることもできる。したがって、本発明は、当業者がこの開示に基づき到達できる、これらの変更及び調節を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態による、逆方向の力及び移動量を生成する、対向する筋肉素子を示す部分断面図である。
【図２】図１に例示する筋肉素子の平面図である。
【図３】本発明のもう１つの実施の形態による、平面空気式筋肉の１つの構成を示す図であり、生成される移動量が、直列に接続された、いくつかの筋肉素子によって乗算されるものを示す。
【図４】本発明の更なる態様による、アコーディオンの形式で構成される筋肉素子を示す図である。
【図５】部分断面図として示される、図４の平面図である。
【図６】図４に図示するアコーディオン型空気式筋肉素子を作るための好適な方法を示す図である。
【図７】図４に図示するアコーディオン型空気式筋肉素子を作るための好適な方法を示す図である。
【図８】本発明のもう１つの態様による、長手方向に整列した複数のアコーディオン型空気式筋肉素子を示す図であり、生成される移動量が、複数の連結された素子によって乗算されるものを示す図である。
【図９】本発明のもう１つの実施の形態を示す図であり、筋肉素子が、逆方向の力及び移動を生成するために、複数の空気ポケット又はサブチャンバを挟む積層構造を含む「エアマットレス」の形式で構成されるものを示す。
【図１０】本発明のもう１つの態様による、図９に示す積層構造を作るための、好適な方法を示す図である。
【符号の説明】
１０空気式筋肉、１１線、１２，１４筋肉素子、１３，１５ＰＣ基板、１６圧力チャンバ、１７，１８，２０，２７フラップ弁、２１，２２，２３オリフィス、２４，２５膨張チャンバ、２８エラストマ膜、２９ゆがみ、３０，３１柔軟な非伸張性材料のストリップ、３２取り付け点、３３端部、３４ローラ、３５対象、４０アコーディオン型筋肉素子、４１加圧プレナム、４２大気圧プレナム、４４，４６フラップ弁、４８膨張チャンバ、５０円筒形保持スリーブ、５２表面、６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７環状リング、６８基部リング、７０，７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７環状接着領域、８０，８１，８２アコーディオン型筋肉素子、８３，８４，８５円筒形スリーブ、８６，８７，８８空気コイル及び信号線、９０セル状パッド、９１上部波状膜、９２下部波状膜、９３フラップ弁、９５端点、９６プレート、９７固定点、９７空気ポケット／サブチャンバ、９８取り付け点、９８ａ，９８ｂ接着領域。

Claims

アクチュエータであって、
基板と、
少なくとも１つの膨張チャンバと、
前記膨張チャンバへ圧力を供給する圧力供給源と、
前記基板と共に形成される第１及び第２電子制御可能弁であって、前記圧力供給源及び前記膨張チャンバの圧力を開放する圧力開放源に対し、前記膨張チャンバを制御可能に開閉する第１及び第２電子制御可能弁と、
前記膨張チャンバと相互作用し対象に力を印加するアクチュエータ部材と、
を含むアクチュエータ。
請求項１に記載のアクチュエータであって、
前記圧力供給源は、大気圧よりも高い圧力を前記膨張チャンバへ供給し、
前記圧力開放源は、周囲大気である、
ことを特徴とするアクチュエータ。
請求項１に記載のアクチュエータであって、
前記圧力供給源から前記膨張チャンバへ供給される圧力よりも低い圧力を有する圧力源を含み、
当該圧力源が前記圧力開放源として機能する、
ことを特徴とするアクチュエータ。