RU2137950C1 - Mechanical muscle - Google Patents

Mechanical muscle Download PDF

Info

Publication number
RU2137950C1
RU2137950C1 RU97115022/06A RU97115022A RU2137950C1 RU 2137950 C1 RU2137950 C1 RU 2137950C1 RU 97115022/06 A RU97115022/06 A RU 97115022/06A RU 97115022 A RU97115022 A RU 97115022A RU 2137950 C1 RU2137950 C1 RU 2137950C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reinforcement
shell
envelope
transverse
mechanical muscle
Prior art date
Application number
RU97115022/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97115022A (en
Inventor
ник Г.М. Вод
Г.М. Водяник
ник А.Г. Вод
А.Г. Водяник
А.Н. Цибизов
Original Assignee
Водяник Григорий Михайлович
Водяник Аркадий Григорьевич
Цибизов Александр Николаевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Водяник Григорий Михайлович, Водяник Аркадий Григорьевич, Цибизов Александр Николаевич filed Critical Водяник Григорий Михайлович
Priority to RU97115022/06A priority Critical patent/RU2137950C1/en
Publication of RU97115022A publication Critical patent/RU97115022A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2137950C1 publication Critical patent/RU2137950C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Actuator (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

FIELD: industrial robots, manipulators, machines. SUBSTANCE: mechanical muscle includes flexible cylindrical envelope filled with power carrier, for example, with liquid. Envelope is reinforced with flexible non-elastic threads both in longitudinal and transversal directions. Reinforcement in longitudinal direction is made at pitch sufficient for transversal deformation of envelope without loss of tightness. Pitch selected for transversal reinforcement ensures maximum shortening of muscle. End faces of envelope are provided with connecting members one of which may be used for supply of power carrier to inner cavity of envelope. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к управляемым приводам и предназначено для использования при необходимости сообщения движения механическим объектам с изменяющимися массогабаритными параметрами, в частности, в промышленных роботах, манипуляторах, станках и других объектах, к которым предъявляются высокие требования к динамике работы. The invention relates to controlled drives and is intended for use, if necessary, the movement of messages to mechanical objects with changing weight and size parameters, in particular, in industrial robots, manipulators, machines and other objects that have high demands on the dynamics of work.

Известна механическая мышца, содержащая заполненную энергоносителем эластичную оболочку, выполненную с армированием. EP 0146261 A1/KUKOLI MIRKO 26.06.85/. Known mechanical muscle containing filled with an energy carrier elastic shell made with reinforcement. EP 0146261 A1 / KUKOLI MIRKO 06/26/85 /.

Недостатком данного устройства является отсутствие поперечного армирования в виде гибких нератяжимых нитей. The disadvantage of this device is the lack of transverse reinforcement in the form of flexible irreversible threads.

Наиболее близкой к предложенной является механическая мышца, содержащая заполненную энергоносителем эластичную оболочку, выполненную с армированием в поперечном направлении, параллельно ориентированными в этом направлении элементами. SU 1622659 A1/ ВНИИМЕТИЗНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ/ 23.01.91. Closest to the proposed one is a mechanical muscle containing an elastic shell filled with an energy carrier, made with reinforcement in the transverse direction, parallel to the elements oriented in this direction. SU 1622659 A1 / VNIIMETSINA INDUSTRY / 01/23/91.

Недостатком данного устройства является отсутствие армирования в продольном и поперечном направлениях в виде гибких нерастяжимых нитей. The disadvantage of this device is the lack of reinforcement in the longitudinal and transverse directions in the form of flexible inextensible threads.

Задачей изобретения является обеспечение предсказуемости деформации оболочки в любом направлении. The objective of the invention is to ensure the predictability of deformation of the shell in any direction.

Поставленная задача решается тем, что в механической мышце, содержащей заполненную энергоносителем эластичную оболочку, выполненную с армированием в поперечном направлении, параллельно ориентированным в этом направлении. При этом оболочка выполнена также с армированием в продольном направлении, а армирование в поперечном и продольном направлениях выполнено в виде гибких нерастяжимых нитей. The problem is solved in that in a mechanical muscle containing an elastic shell filled with energy, made with reinforcement in the transverse direction, parallel oriented in this direction. Moreover, the sheath is also made with reinforcement in the longitudinal direction, and the reinforcement in the transverse and longitudinal directions is made in the form of flexible inextensible threads.

Решению поставленной задачи способствует также частные существенные признаки данного технического решения. Partial essential features of this technical solution also contribute to the solution of the problem.

Армирование оболочки в продольном направлении выполнено с шагом, выбранным из условия обеспечения поперечного деформирования оболочки без потери герметичности. The reinforcement of the shell in the longitudinal direction is performed with a step selected from the condition of ensuring transverse deformation of the shell without loss of tightness.

Армирование оболочки в поперечном направлении выполнено с шагом, выбранным из условия обеспечения максимального укорочения оболочки при одновременном снижении поперечного размера и расхода энергоносителя, а также повышении быстродействия. The reinforcement of the shell in the transverse direction is performed with a step selected from the condition of ensuring maximum shortening of the shell while reducing the transverse size and energy consumption, as well as improving performance.

На фиг. 1 представлен общий вид предложенной механической мышцы, а на фиг. 2 показано ее рабочее положение. In FIG. 1 shows a general view of the proposed mechanical muscle, and in FIG. 2 shows its operating position.

Основу механической мышцы составляет цилиндрическая эластичная оболочка 1, заполненная энергоносителем /сжатыми жидкостью или газом/ 2. В оболочке 1 имеются нити продольного 3 и поперечного 4 армирования. На торцах оболочки 1 установлены присоединительные элементы 5, один из которых выполнен с возможностью подвода энергоносителя 2 во внутреннюю полость оболочки. The basis of the mechanical muscle is a cylindrical elastic shell 1, filled with energy / compressed liquid or gas / 2. In the shell 1 there are threads of longitudinal 3 and transverse 4 reinforcement. At the ends of the shell 1, connecting elements 5 are installed, one of which is made with the possibility of supplying energy 2 to the inner cavity of the shell.

Механическая мышца работает следующим образом. Mechanical muscle works as follows.

При увеличении внутренней энергии энергоносителя 2 любым известным способом /за счет нагрева, химической реакции, увеличения количества и т.д./ эластичная оболочка начинает деформироваться. Возникающие усилия воспринимаются нитями продольного 3 и поперечного 4 армирования, что предопределяет управляемое деформирование оболочки 1 с образованием гофр /фиг. 2/. Образование гофр по длине механической мышцы обуславливает ее линейное укорочение /сокращение/. When the internal energy of the energy carrier 2 is increased by any known method / due to heating, a chemical reaction, an increase in the amount, etc. /, the elastic shell begins to deform. The resulting forces are perceived by the threads of longitudinal 3 and transverse 4 reinforcement, which determines the controlled deformation of the shell 1 with the formation of corrugations / Fig. 2 /. The formation of corrugations along the length of the mechanical muscle causes its linear shortening / contraction /.

Таким образом, настоящее предложение позволяет реализовать пространственно гибкий линейный двигатель без трущихся подвижных элементов. Его рабочий процесс описывается выражением:

Figure 00000002

где F - сила натяжения механической мышцы, Н;
P - давление энергоносителя, Па;
Ro - радиуса поперечной армировки, м;
Ne - число элементов в мышце;
L - длина мышцы в свободном состоянии;
α - - угол гофра, рад.Thus, this proposal allows you to implement a spatially flexible linear motor without rubbing moving elements. His workflow is described by the expression:
Figure 00000002

where F is the tension force of the mechanical muscle, N;
P is the pressure of the energy carrier, Pa;
R o - the radius of the transverse reinforcement, m;
Ne is the number of elements in the muscle;
L is the length of the muscle in a free state;
α - - corrugation angle, rad.

Например: для P = 0,5 Па, Ne = 10, R0 = 0,02 м, L = 0,6 м, α = 0,523599 рад, сила натяжения F составляет около 4200Н при сокращении мышцы на 0,08 м.For example: for P = 0.5 Pa, Ne = 10, R 0 = 0.02 m, L = 0.6 m, α = 0.523599 rad, the tension force F is about 4200 N with a muscle contraction of 0.08 m .

Claims (3)

1. Механическая мышца, содержащая заполненную энергоносителем эластичную оболочку, выполненную с армированием в поперечном направлении, параллельно ориентированным в этом направлении, отличающаяся тем, что оболочка выполнена также с армированием в продольном направлении, а армирование в поперечном и продольном направлениях выполнено в виде гибких нерастяжимых нитей. 1. A mechanical muscle containing an elastic shell filled with energy carrier, made with reinforcement in the transverse direction, parallel oriented in this direction, characterized in that the shell is also made with reinforcement in the longitudinal direction, and the reinforcement in the transverse and longitudinal directions is made in the form of flexible inextensible threads . 2. Механическая мышца по п.1, отличающаяся тем, что армирование оболочки в продольном направлении выполнено с шагом, выбранным из условия обеспечения поперечного деформирования оболочки без потери герметичности. 2. The mechanical muscle according to claim 1, characterized in that the reinforcement of the shell in the longitudinal direction is performed with a step selected from the condition of ensuring transverse deformation of the shell without loss of tightness. 3. Механическая мышца по п.1, отличающаяся тем, что армирование оболочки в поперечном направлении выполнено с шагом, выбранным из условия обеспечения максимального укорочения оболочки при одновременном снижении поперечного размера и расхода энергоносителя, а также повышении быстродействия. 3. The mechanical muscle according to claim 1, characterized in that the reinforcement of the shell in the transverse direction is performed with a step selected from the condition of ensuring maximum shortening of the shell while reducing the transverse size and energy consumption, as well as improving performance.
RU97115022/06A 1997-09-09 1997-09-09 Mechanical muscle RU2137950C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97115022/06A RU2137950C1 (en) 1997-09-09 1997-09-09 Mechanical muscle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97115022/06A RU2137950C1 (en) 1997-09-09 1997-09-09 Mechanical muscle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97115022A RU97115022A (en) 1999-06-27
RU2137950C1 true RU2137950C1 (en) 1999-09-20

Family

ID=20196957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97115022/06A RU2137950C1 (en) 1997-09-09 1997-09-09 Mechanical muscle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2137950C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002023050A1 (en) * 2000-09-14 2002-03-21 Alexandr Nikolaevich Marti Mechanical muscle
RU2669437C2 (en) * 2014-03-28 2018-10-11 Зе Боинг Компани Miniature mckibben actuating-drive mechanism

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002023050A1 (en) * 2000-09-14 2002-03-21 Alexandr Nikolaevich Marti Mechanical muscle
EP1325235A1 (en) * 2000-09-14 2003-07-09 Alexandr Nikolaevich Marti Mechanical muscle
EP1325235A4 (en) * 2000-09-14 2005-12-07 Alexandr Nikolaevich Marti Mechanical muscle
RU2669437C2 (en) * 2014-03-28 2018-10-11 Зе Боинг Компани Miniature mckibben actuating-drive mechanism

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Daerden Conception and realization of pleated pneumatic artificial muscles and their use as compliant actuation elements
Idogaki et al. Characteristics of piezoelectric locomotive mechanism for an in-pipe micro inspection machine
Daerden et al. Pneumatic artificial muscles: actuators for robotics and automation
KR101731163B1 (en) Artificial muscles actuator of robot
Caldwell et al. Braided pneumatic muscle actuators
US9506481B1 (en) High force hydraulic actuator
US4531063A (en) System for recovering wave energy and its conversion into useful energy
EP0261721A2 (en) Hydraulic or pneumatic drive device
Udupa et al. Robotic gripper driven by flexible microactuator based on an innovative technique
US8881471B1 (en) Guy wire control apparatus and method
JP2005524802A (en) Artificial muscle
US5165323A (en) Pneumatic actuators for manipulators
RU2137950C1 (en) Mechanical muscle
CN104763620B (en) Flexible wiggle pump
CN110022787A (en) Buckling mechanism and medical manipulator
JP2010127429A (en) Fluid actuator
CN109514591A (en) A kind of sandwich piezo mechanical hand and its control method based on spherical joint
Kato et al. Elastic pectoral fin actuators for biomimetic underwater vehicles
US7671513B2 (en) Piezoelectric motor allowing at least two degrees of freedom, in rotation and linear displacement
JP2007307686A (en) Robot arm and robot
CN107486853B (en) A kind of electromagnetic type bionic muscle
RU7156U1 (en) MECHANICAL MUSCLE
RU2224916C2 (en) Mechanical muscle
GB0112620D0 (en) Electro-active devices
CN209180328U (en) Harmonic wave two stage reducer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040910