SK288197B6 - Aktuátor s umelými svalmi III. - Google Patents

Aktuátor s umelými svalmi III. Download PDF

Info

Publication number
SK288197B6
SK288197B6 SK54-2011A SK542011A SK288197B6 SK 288197 B6 SK288197 B6 SK 288197B6 SK 542011 A SK542011 A SK 542011A SK 288197 B6 SK288197 B6 SK 288197B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
actuator
artificial muscles
shaft
artificial
muscles
Prior art date
Application number
SK54-2011A
Other languages
English (en)
Other versions
SK542011A3 (en
Inventor
Milan Balara
Ján Piteľ
Jana Boržíková
Alexander Hošovský
Original Assignee
Technická Univerzita V Košiciach, Fvt, Kmik
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 Technická Univerzita V Košiciach, Fvt, Kmik filed Critical Technická Univerzita V Košiciach, Fvt, Kmik
Priority to SK54-2011A priority Critical patent/SK288197B6/sk
Publication of SK542011A3 publication Critical patent/SK542011A3/sk
Publication of SK288197B6 publication Critical patent/SK288197B6/sk

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00Controls for manipulators
    • B25J13/06Control stands, e.g. consoles, switchboards

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

Aktuátor s umelými svalmi III. je tvorený základnou doskou (1) s pevne pripojenými dvoma stĺpikmi (2), ku ktorým sú pevne pripojené ložiskové puzdrá (11). Cez ne je vsunutý hriadeľ (3) pevne spojený s vačkou (4), po ktorej je prevlečený ohybný pás (5), ktorého konce sú spojené s umelými svalmi (6), a tieto svaly sú opačnými koncami pripevnené k zadným držiakom (7). Súčasne je na hriadeľ (3) pevne nasunutý náboj ramena (12), ktorý je spojený s ramenom (8), a to je spojené so záťažou (9).

Description

Technické riešenie sa týka aktuátora s umelými svalmi III. Aktuátor (výkonový člen) s umelými svalmi je zariadenie z oblasti automatizácie a robotiky, kde je obvyklé použitie ľahkých, výkonných a pohyblivých pohonov.
Doterajší stav techniky
Súčasné zariadenia na generovanie točivého pohybu pomocou umelých svalov sú riešené ako mechanické sústavy s dvoma pevne ukotvenými umelými svalmi, ktoré sú spojené opačnými koncami pružným ohybným pásom. Tento pás je navlečený na obvod otočnej kladky, ktorá je nasunutá na hriadeľ aktuátora a ten je uložený v ložiskách. Tie sú umiestnené na koncoch nosných stĺpikov aktuátora. Aktuátor takto tvorí zostavu, kde sú na nosnej doske upevnené stĺpiky a na ich konci sa nachádzajú ložiská, hriadeľ a rameno so záťažou, pričom umelé svaly sú umiestnené pozdĺž stĺpikov. Takýto aktuátor tvorí pomerne dlhý a štíhly celok s vyhovujúcimi hmotnostnými a rozmerovými charakteristikami. V prípade aplikácie pneumatických umelých svalov sa na tomto zariadení výrazne prejavuje nelineárna závislosť medzi meniacim sa tlakom vzduchu vstupujúcom do umelých svalov a uhlom pootočenia ramena upevneného na (výstupnom) hriadeli aktuátora. Táto charakteristika má tvar podobný logaritmickej krivke, charakter takejto nelinearity (typu nasýtenia) spôsobuje pokles krútiaceho momentu aktuátora pri väčších hodnotách polohy (pootočenia). Tento jav spôsobujú vlastnosti použitých umelých svalov hlavne z toho dôvodu, že konštruktéri aktuátorov sa snažia využiť rozsah kontrakcie (stiahnutia) umelých svalov naplno. Tým sa aj naplno prejavujú nelineárne vlastnosti umelých svalov, ktoré sú za týchto okolností veľmi výrazné. Pohon s takýmto aktuátorom má pri väčších pootočeniach nedostatočnú a asymetrickú tuhosť. Presnejšia regulácia polohy takejto sústavy je komplikovaná a jej možnosti sú obmedzené.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky odstraňuje navrhované technické riešenie, ktorého podstata spočíva v tom, že vychádza z koncepcie generovania konštantného (alebo meniaceho sa v malom rozsahu) krútiaceho momentu na hriadeli aktuátora pomocou aplikácie osovo symetrickej vačky namiesto doteraz uplatňovanej kladky kruhového tvaru. Aktuátor funguje tak, že počiatočná poloha ramena je nastavená naplnením obidvoch umelých svalov na určitý (maximálny) tlak plynného média (vzduchu). Svaly v dôsledku rovnakej kontrakcie vymedzia polohu ramena aktuátora do referenčnej (počiatočnej) polohy (rovnobežne s pozdĺžnou osou aktuátora). Vypúšťaním plynu z jedného umelého svalu dochádza k jeho predlžovaniu a súčasne ku kontrakcii druhého umelého svalu, ktorý je naďalej pod počiatočným tlakom. Uvedený dej spôsobí posun ohybného pásu a súčasne odvafovanie kladky sprevádzané otáčaním hriadeľa. Každé pootočenie hriadeľa (spôsobené úbytkom určitého objemu vzduchu z príslušného umelého svalu) je určené rovnosťou točivých momentov medzi umelými svalmi. Vzhľadom k tomu, že s rastúcim pootočením klesajú krútiace momenty od obidvoch umelých svaloch, klesá aj tuhosť aktuátora v obidvoch smeroch. Je to dôsledok nelineárneho poklesu sily umelých svalov v závislosti od ich kontrakcie. V dôsledku konštantného polomeru kladky je aj momentová charakteristika aktuátora nelineárna. Odstránenie, resp. potlačenie tohto javu je možné vtedy, keď namiesto kladky s konštantným polomerom aplikujeme kladku s polomerom narastajúcim v závislosti na pootočení hriadeľa, t. j. kladky v tvare osovo symetrickej vačky. Pri jej vhodnom tvarovaní možno dosiahnuť malý (resp. nulový) pokles krútiaceho momentu na hriadeli aktuátora oproti počiatočnému, a tým aj náležitú a symetrickú tuhosť aktuátora. Navrhované technické riešenie predpokladá použitie vačky s ľubovoľným povrchom, t. j. ozubenej pre reťazové alebo ozubené pasové prevody, prípadne s hladkým povrchom pre ploché, klinové remene, pre lankovody a pod.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Technické riešenie je bližšie vysvetlené pomocou výkresov, pričom obr. 1 znázorňuje celkové usporiadanie funkčných častí zariadenia pri čelnom pohľade a obr. 2 znázorňuje celkové usporiadanie funkčných častí zariadenia pri bočnom pohľade.
SK 288197 Β6
Príklady uskutočnenia vynálezu
Na obr. 1 a obr. 2 je znázornený príklad uskutočnenia vynálezu. Znázorňuje celkové usporiadanie funkčných častí zariadenia. Aktuátor s umelými svalmi III. je tvorený základovou doskou I s pevne pripojenými dvoma stĺpikmi 2, ku ktorým sú pevne pripojené ložiskové puzdrá LL Cez neje vsunutý hriadeľ 3 pevne spojený s vačkou 4, po ktorej je prevlečený ohybný pás 5, ktorého konce sú spojené s umelými svalmi 6 a tieto sú opačným koncom pripevnené k zadným držiakom 7. Súčasne je na hriadeľ 3 pevne nasunutý náboj ramena 12, ktorý je spojený s ramenom 8, a to je spojené so záťažou 9.
Priemyselná využiteľnosť
Zariadenie podľa navrhovaného riešenia je možno použiť pri krátkodobom i dlhodobom uplatnení funkčných celkov, v ktorých sú použité pneumatické alebo iné umelé svaly v individuálnom, antagonistickom, alebo inom zapojení. Systém zariadenia je možno použiť aj na iných aktuátoroch (elektrických, hydraulických), ich rozmery a výkony sú závislé od veľkosti použitého vybavenia. Zariadenie možno použiť individuálne, ale možno ich navzájom mechanický spájať do zložitejších celkov (napr. v robotike).

Claims (1)

  1. Aktuátor s umelými svalmi, vyznačujúci sa tým, že je tvorený základovou doskou (1) s pevne pripojenými dvoma stĺpikmi (2), ku ktorým sú pevne pripojené ložiskové puzdrá (11), cez ktoré je vsunutý hriadeľ (3) pevne spojený s vačkou (4), po ktorej je prevlečený ohybný pás (5), ktorého konce sú
    25 spojené s umelými svalmi (6), a tie sú opačnými koncami pripevnené k zadným držiakom (7) a súčasne je na hriadeľ (3) pevne nasunutý náboj ramena (12), ktorý je spojený s ramenom (8), a to je spojené so záťažou (9).
SK54-2011A 2011-06-16 2011-06-16 Aktuátor s umelými svalmi III. SK288197B6 (sk)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK54-2011A SK288197B6 (sk) 2011-06-16 2011-06-16 Aktuátor s umelými svalmi III.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK54-2011A SK288197B6 (sk) 2011-06-16 2011-06-16 Aktuátor s umelými svalmi III.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK542011A3 SK542011A3 (en) 2013-01-02
SK288197B6 true SK288197B6 (sk) 2014-06-03

Family

ID=47424535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK54-2011A SK288197B6 (sk) 2011-06-16 2011-06-16 Aktuátor s umelými svalmi III.

Country Status (1)

Country Link
SK (1) SK288197B6 (sk)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104842345B (zh) * 2015-06-10 2017-01-25 东北大学 一种基于多种人工肌肉混合驱动的仿人机械臂

Also Published As

Publication number Publication date
SK542011A3 (en) 2013-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013153400A3 (en) Sma actuation apparatus
ITTO20100360A1 (it) Attuatore rotante elastico, particolarmente per applicazioni robotiche, con dispositivo di smorzamento semiattivo
SK288197B6 (sk) Aktuátor s umelými svalmi III.
WO2010036412A3 (en) Robotic manipulator
SK1872011U1 (sk) Actuator with artificial muscles - III
SK832012U1 (sk) Actuator with artificial muscles - V.
SK288296B6 (sk) Aktuátor s umelými svalmi
SK501262014U1 (sk) Aktuátor s umelými svalmi
SK501252014U1 (sk) Aktuátor s umelými svalmi
SK6209Y1 (sk) Actuator with artificial muscles - IV.
SK288196B6 (sk) Aktuátor s umelými svalmi IV.
SK288298B6 (sk) Aktuátor s paralelne zapojenými umelými svalmi
SK500072016A3 (sk) Aktuátor s umelými svalmi
SK500862015A3 (sk) Aktuátor s umelými svalmi
SK6442Y1 (sk) Actuator with artificial muscles - VI.
SK6541Y1 (sk) ctuator with parallel artificial muscles involved - I.
SK5992Y1 (sk) Actuator with artificial muscles-I.
SK288297B6 (sk) Aktuátor s umelými svalmi
SK6547Y1 (sk) Actuator with serially connected artificial muscles - I.
SK1822011U1 (sk) Actuator with artificial muscles - II
SK1402011A3 (sk) Actuator with artificial muscles - I.
SK422011A3 (sk) Actuator with artificial muscles - II.
SK288299B6 (sk) Aktuátor so sériovo spojenými svalmi
GB0809231D0 (en) Force applying mechanism
SK500252015A3 (sk) Lineárny aktuátor s umelým svalom a vodiacimi trubicami

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees

Effective date: 20150616