RU2598763C2 - Искусственная мышца - Google Patents
Искусственная мышца Download PDFInfo
- Publication number
- RU2598763C2 RU2598763C2 RU2014113482/14A RU2014113482A RU2598763C2 RU 2598763 C2 RU2598763 C2 RU 2598763C2 RU 2014113482/14 A RU2014113482/14 A RU 2014113482/14A RU 2014113482 A RU2014113482 A RU 2014113482A RU 2598763 C2 RU2598763 C2 RU 2598763C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- artificial muscle
- muscle
- elastic
- cylinder
- chamber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Prostheses (AREA)
- Actuator (AREA)
Abstract
Изобретение относится к управляемым приводам для преобразования электрической энергии в механическую и может быть использовано в машиностроении, приборостроении, в робототехнике, медицине. Искусственная мышца содержит подвижную камеру, выполненную в форме цилиндра, изготовленного из эластичного, легкосжимаемого материала, в своем объеме заполненного ферромагнитными металлическими частицами малого размера. К торцу цилиндра крепится соленоид с ферритовым сердечником. При прохождении электрического тока создается продольное магнитное поле, сжимающее и разжимающее цилиндрическую камеру. Использование изобретения позволяет повысить надежность, снизить энергоемкость, расширить эксплуатационные возможности устройства, уменьшить размеры и вес. 2 ил.
Description
Изобретение относится к управляемым приводам для преобразования электрической энергии в механическую и может быть использовано в машиностроении, приборостроении, в робототехнике, медицине.
Известно устройство по описанию к авторскому свидетельству SU №901611 A1, опубл. 30.01.1982 г. «Электрогидравлический привод Козлова А.А.», содержащий камеры с эластичными стенками, заполненными жидким ферромагнетиком, снабженные электрическими обмотками, состоящими из последовательно включенных катушек индуктивности.
Недостатком известного устройства являются:
- недостаточная надежность из-за наличия жидкости, которая в случае образования трещин, может вытекать;
- сложность конструкции;
- высокая энергоемкость;
- большие габариты и вес.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является известное устройство по описанию изобретения к авторскому свидетельству RU №2372056, опубл. 10.11.2009 г. «Искусственная мышца», содержащая камеры с эластичными стенками, заполненные веществом с ферромагнитными свойствами и имеющие электропроводные обмотки.
Недостатком известного технического решения являются:
- низкая надежность, а именно уменьшение хода «мышцы» в случае выхода из строя одной или нескольких камер с эластичными стенками, заполненными веществом с ферромагнитными свойствами;
- нагрев мышцы при интенсивной работе, так как в конструкции присутствуют соприкасаемые поверхности;
- высокая энергоемкость из-за невозможности применения ферритового сердечника в обмотках устройства;
- сложность конструкции.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение надежности, снижение энергоемкости, за счет наличия сердечника в электромагнитной катушке. Малое сечение провода в катушке с возможным значительным количеством витков провода позволяет расширить эксплуатационные возможности, создать большую гамму подобных устройств, в зависимости от назначения, уменьшить размеры и вес.
Технический результат достигается тем, что в искусственной мышце, содержащей подвижную камеру, камера выполнена в форме цилиндра, изготовленного из эластичного, легкосжимаемого материала, в своем объеме заполненного ферромагнитными металлическими частицами малого размера, к торцу которого крепится соленоид с ферритовым сердечником.
По своему устройству и функциональным возможностям предлагаемое устройство представляет «биологической мышцу», что позволяет расширить область применения устройства и использовать его при производстве протезов конечностей.
Предлагаемое устройство имеет одну камеру, выполненную в форме цилиндра, что позволяет повысить надежность устройства, вследствие отсутствия трущихся частей.
Цилиндр изготовлен из эластичного материала, в своем объеме заполнен ферромагнитными частицами и имеет возможность сжатия и растяжения.
К торцу цилиндра крепится соленоид с ферритовым сердечником, при прохождении по которому электрического тока создается продольное магнитное поле, сжимающее и разжимающее цилиндрическую камеру.
Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами:
На фиг. 1 изображен продольный разрез одинарной «искусственной мышцы». На фиг. 2 изображен продольный разрез спаренной «искусственной мышцы».
Искусственная мышца, содержащая подвижную камеру 1, выполненную в форме цилиндра, изготовленного из эластичного, легкосжимаемого материала, в своем объеме заполненного ферромагнитными металлическими частицами малого размера 2, к торцу которого крепится соленоид 3 с ферритовым сердечником 4.
Расположенные внутри цилиндрической камеры 1 ферромагнитные частицы 2 при прохождении тока по катушке притягиваются к катушке и сердечнику соленоида 3. Притягиваемые частицы сжимают пластичный материал «мышцы», она деформируется, создавая продольное усилие и необходимое (как по величине, так и по скорости) перемещение.
Сила притяжения зависит только от силы тока, она может изменяться в широком диапазоне. Величину перемещения «мышцы» легко регулировать изменением величины тока в катушке. При отключении тока «мышца» легко принимает первоначальные размеры и форму.
Кроме того, предлагаемая «мышца», из-за наличия в катушке сердечника и возможности использования обмотки с большим количеством витков провода малого сечения, создает условия для создания сильного продольного магнитного поля при малых токах, что исключает перегрев катушки при интенсивной работе. Совместное сочетание пластичного материала цилиндрической камеры, с расположенными по всему объему в ней ферромагнитными частицами, создает условие для сжатия и растяжения в изменяющемся магнитном поле.
При необходимости увеличения продольного хода «мышцы», ее можно изготовить спаренной (фиг. 2), что увеличивает ход в 2 раза при условии, что цилиндрические камеры (позиция 1) будут одинаковыми. Цилиндрическая форма подвижной камеры является частным случаем и может иметь другую, удобную для заданной конструкции форму, например плоскую или коническую.
Предлагаемую «искусственную мышцу» используют следующим образом: один конец «мышцы» закрепляют жестко или подвижно (например, на шарнире) в механизме, где она применяется, к неподвижной части механизма. Другой конец «мышцы» закрепляют к подвижному суставу или подвижной части механизма, жестко или подвижно. При подаче тока в катушку соленоида происходит плавное или быстрое перемещение рабочего органа механизма на нужное расстояние, в соответствии с изменением тока в катушке. При отключении тока «мышца» возвращает рабочий орган механизма в исходное состояние.
Использование изобретения позволяет повысить надежность, снизить энергоемкость, расширить эксплуатационные возможности устройства, уменьшить размеры и вес.
Claims (1)
- Искусственная мышца, содержащая подвижную камеру, отличающаяся тем, что камера выполнена в форме цилиндра, изготовленного из эластичного, легкосжимаемого материала, в своем объеме заполненного ферромагнитными металлическими частицами малого размера, к торцу которого крепится соленоид с ферритовым сердечником.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014113482/14A RU2598763C2 (ru) | 2014-04-04 | 2014-04-04 | Искусственная мышца |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014113482/14A RU2598763C2 (ru) | 2014-04-04 | 2014-04-04 | Искусственная мышца |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014113482A RU2014113482A (ru) | 2015-10-10 |
RU2598763C2 true RU2598763C2 (ru) | 2016-09-27 |
Family
ID=54289453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014113482/14A RU2598763C2 (ru) | 2014-04-04 | 2014-04-04 | Искусственная мышца |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2598763C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200013339A (ko) * | 2018-07-30 | 2020-02-07 | 김경용 | 전자석을 이용한 인조근육모듈 및 이를 포함한 근육강화용 서포트 피복 |
RU203507U1 (ru) * | 2020-09-21 | 2021-04-08 | Борис Владимирович Григорьев | Магнитоуправляемый модуль |
RU204473U1 (ru) * | 2021-01-10 | 2021-05-26 | Антон Сергеевич Бирюков | Электромагнитная искусственная мышца |
RU2750015C1 (ru) * | 2020-08-11 | 2021-06-21 | Денис Владимирович Горбачев | Устройство и способ полифункционального моделирования нервно-мышечного аппарата |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1602742A1 (ru) * | 1989-01-24 | 1990-10-30 | Белорусский Политехнический Институт | Искусственна мышца |
US5250167A (en) * | 1992-06-22 | 1993-10-05 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Electrically controlled polymeric gel actuators |
EP0924033A2 (en) * | 1997-12-15 | 1999-06-23 | Keiichi Kaneto | Artificial muscles |
RU2372056C1 (ru) * | 2008-02-04 | 2009-11-10 | Василий Михайлович КУЗЬМИНЫХ | Искусственная мышца (варианты) |
JP2010155283A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-15 | Olympus Corp | ゴム人工筋アクチュエータ |
RU2458609C1 (ru) * | 2011-03-04 | 2012-08-20 | Игорь Николаевич Васянин | Искусственная мышца, способ ее изготовления и компенсирующий костюм |
JP2012176126A (ja) * | 2011-02-25 | 2012-09-13 | Chuo Univ | 人工筋肉に用いられる筒状体及び当該筒状体を備える人工筋肉並びに筒状体の製造方法 |
-
2014
- 2014-04-04 RU RU2014113482/14A patent/RU2598763C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1602742A1 (ru) * | 1989-01-24 | 1990-10-30 | Белорусский Политехнический Институт | Искусственна мышца |
US5250167A (en) * | 1992-06-22 | 1993-10-05 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Electrically controlled polymeric gel actuators |
EP0924033A2 (en) * | 1997-12-15 | 1999-06-23 | Keiichi Kaneto | Artificial muscles |
RU2372056C1 (ru) * | 2008-02-04 | 2009-11-10 | Василий Михайлович КУЗЬМИНЫХ | Искусственная мышца (варианты) |
JP2010155283A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-15 | Olympus Corp | ゴム人工筋アクチュエータ |
JP2012176126A (ja) * | 2011-02-25 | 2012-09-13 | Chuo Univ | 人工筋肉に用いられる筒状体及び当該筒状体を備える人工筋肉並びに筒状体の製造方法 |
RU2458609C1 (ru) * | 2011-03-04 | 2012-08-20 | Игорь Николаевич Васянин | Искусственная мышца, способ ее изготовления и компенсирующий костюм |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200013339A (ko) * | 2018-07-30 | 2020-02-07 | 김경용 | 전자석을 이용한 인조근육모듈 및 이를 포함한 근육강화용 서포트 피복 |
KR102164050B1 (ko) * | 2018-07-30 | 2020-10-12 | 김경용 | 전자석을 이용한 인조근육모듈 및 이를 포함한 근육강화용 서포트 피복 |
RU2750015C1 (ru) * | 2020-08-11 | 2021-06-21 | Денис Владимирович Горбачев | Устройство и способ полифункционального моделирования нервно-мышечного аппарата |
WO2022035352A1 (ru) * | 2020-08-11 | 2022-02-17 | Денис Владимирович ГОРБАЧЕВ | Устройство и способ полифункционального моделирования нервно-мышечного аппарата |
RU203507U1 (ru) * | 2020-09-21 | 2021-04-08 | Борис Владимирович Григорьев | Магнитоуправляемый модуль |
RU204473U1 (ru) * | 2021-01-10 | 2021-05-26 | Антон Сергеевич Бирюков | Электромагнитная искусственная мышца |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014113482A (ru) | 2015-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2598763C2 (ru) | Искусственная мышца | |
WO2014194140A3 (en) | Electromagnetic opposing field actuators | |
WO2007053244A3 (en) | Moving coil actuator for reciprocating motion with controlled force distribution | |
EA201690188A1 (ru) | Бионический мускул | |
ATE547800T1 (de) | Wickung für einen vakuumschalterkontakt mit erhöhter festigkeit, vakuumschalter und schalteinrichtung, insbesondere generator- schutzschalter | |
US20210082604A1 (en) | Swept vertical magnetic field actuation electromotive drive and pump | |
JP2016509829A5 (ru) | ||
RU2372056C1 (ru) | Искусственная мышца (варианты) | |
CN103878762A (zh) | 仿生伸缩组织链 | |
RU2304342C1 (ru) | Генератор возвратно-поступательного движения | |
CN107486853B (zh) | 一种电磁式仿生肌肉 | |
CN105973064A (zh) | 电磁弓 | |
CN105846635B (zh) | 磁极力驱动微伸缩装置及其使用方法 | |
RU203507U1 (ru) | Магнитоуправляемый модуль | |
WO2014056487A3 (de) | Skalierbarer hochdynamischer elektromagnetischer linearantrieb mit begrenztem hub und geringen querkräften | |
CN203799894U (zh) | 一种双稳态永磁机构 | |
RU2012133749A (ru) | Электромагнитный способ преобразования энергии пороховых газов в механическую силу и устройство для его осуществления | |
CN107081748B (zh) | 一种气体或液体机械肌肉群 | |
RU153707U1 (ru) | Электромагнитный коммутационный аппарат | |
RU2654079C2 (ru) | Линейный электрический генератор | |
RU204473U1 (ru) | Электромагнитная искусственная мышца | |
TWM575629U (zh) | Artificial muscle | |
Gruber et al. | Development of a linear induction motor based artificial muscle system | |
RU74671U1 (ru) | Искусственная мышца (варианты) | |
ATE375473T1 (de) | Elektromagnetventileinrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170405 |