SU1199607A1 - Искусственна мышца - Google Patents

Abstract

1. ИСКУССТВЕННАЯ МЬШЩА, содержаща  основание, силовую установку и исполнительный орган, о т личающа с  тем, что, с целью уменьшени  энергозатрат, силова  установка выполнена в виде пакета катушек, установленных с одинаковым шагом на общем магнитопроводе, с возможностью их осевого смещени  одна относительно другой, причем между смежными катушками образованы полости, герметически замкнутые эластичными кожухами, заполненные жидкостью и соединенные гибкими шлангами с соответствующими гидроцилиндрами исполнительного органа, который выполнен в виде набора изолированных гидроцилиндров, установленных в основании, штоки которых сопр жены с общим ползуном, установленным на основании с возможностью пр молинейного перемещени , 2.Мьш1ца по п. 1,отличающ а   с   тем, что, с целью повьшгени  точности позиционировани  смещени , ползун исполнительного органа имеет упор и клин, а на основании установлен с возможность перемещени  подвижный упор с подпружиненным храповиком, взаимодействующим с клином , при этом храповик .сэ зан с  корем введенного электромагнита, закрепленного на подвижном .упоре. 3.Мьшца попп. 1 и2, отлиё чающа с  тем, что, с цепью обеспечени  регулировки величины смещени  ползуйа, наружна  поверхность основани  снабжена резьбой, на которой установлена регулировочна  с гайка подвижного упора, а на обоих концах магнитопровода силовой установки также установлены гайки, взаимодействующие через втулки с соответсо со ствук цими катушками, причем « каждом эластичном кожухе выполнено сливное Од отверстие, закрытое пробкой.

Description

Изобретение относитс  к робот.остроению и может быть использовано в манипул торах как промьшшенных роботов, так и автономных исполнительных устройств, а также в атономных автоматических транспортных шйгак цих аппаратах.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение энергозатрат, следствием которого возможно выполнение искусственной мышцы в автономном варианте, повьшение точности позиционировани  смещени  и обеспечение регулировки величины смещени  путем вьтолнени  искусственной мышцы в универсальном модульном варианте с регулировкой величин смещений в исполнительном органе в широком диапазоне регулировки .

На Фиг. 1 изображена обща  структурна  схема искусственной мышцы, состо щей из силовой установки (внизу ) и исполнительного органа (вверху ) на фиг. 2 - фрагмент конструктивного выполнени  силовой установки , продольный разрезу на фиг. 3 исполнительный орган, продольньй разрез, (условно показан разрез только одного из многочисленных продольных гидроцилиндров); на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 6 один из возможных вариантов организации робототехнической системы с использованием в качестве привода предлагаемой искусственной мьппцы конструктивный модуль системы.

.Искусственна  мьшца включает в себ  две составл ющие: силовую установку и исполнительный орган.

Силова  установка (фиг. 1 и 2) содержит магнитопровод 1, выполненный из низкоуглеродистой электротехнической стали или из железоникелевого сплава с высокой магнитной проницаемостью, на котором подвижно вдоль его осевой линии установлены несколько дес тков катушек 2 (лучше выполнить нечетное число катушек, причем одну центральную катушку установить неподвижно на магнитопроводе , а все остальные - подвижно) в своих каркасах 3. Между каждыми двум  cмeжны ш катушками 2 установлены слабые пружины А, служащие дл  удержани  катушек 2 на одинаковом рассто ни  одна от другой в невключенном состо нии. Между смежными катушками 2 образованы полости 5

996072

посредством эластичных кожухов 6, герметично закрепленных на образующих этих смежных катушек. Полости 5 заполнены, например, жидкостью.

J Кажда  полость 5 посредством своего гибкого шланга 7 сообщаетс  с напорной полостью своего гидродилиндра на исполнительном органе. Каждый кожух 6 имеет сливное отверстие,

to закрытое пробкой 8. Катушки 2 электрически последовательно соединены . гибкими проводами 9, а выводы крайних катушек подключены к устройству управлени  подачей импульсов тока .

J5 (не показано). В каждом каркасе 3 в месте скольз щего сопр жени  с общим магнитопроводом 1 запрессована износоустойчива  втулКа 10, выполненна  из диэлектрика или .из незамкнутого электропровод щего материала (стали) во избежание по влени  эффекта трансформатора с короткозамкнутым витком - втулкой с разогреванием этой втулки 10 вихревыми токами.

25 По этой же причине магнитопровод Г выполнен слоеным из продольных пластин электротехнической стали или спрессован из продольных проводов электротехнической стали. Магэ нитопровод 1 может быть выполнен замкнутым по периферии катушек 2 с целью концентрации магнитного потока . Крайние катушки 2 пакета сопр жены с гладкими втулками 11, установленными с возможностью смещени  вдоль магнитопровода 1, положение которых регулируетс  гайками 12, навинченными на концах магнитопровода 1 .

- Исполнительньй орган (фиг. 1-5) содержит основание 13 (с фланцем дл  креплени  к .робототехнической системе ) , в котором выполнены несколько дес тков продольных отверстий 14 (по числу полостей между катушками одной или нескольких силовых установок ) , к каждому из которых подведен гибкий шланг 7 от своей полости , 5 и зафиксирован крышками 15. В каждом отверстии 14 установлен поршень со штоком 16, образующий гидроцилиндр . Свободные концы штоков 16 сопр жены с ползуном 17, имеющим две направл ющие 18, установленные подвижно в продольных пазах основани 

5 13. На конце одной из направл ющих 18 выполнен упор 19, а на конце второй - клин 20. Также в продольныхi пазах основани  13 своими выступами

21 подвижно в продольном направлении (без возможности поворота) установлен подвижный упор 22, зафиксированный через разрезную крьппку 23 на регулировочную гайку 24 винтами 25. Гайка 24 навинчена на резьбе по образующей поверхности основани  13. На упоре 22 установлен поворотный храповик 26 с возможностью взаимодействи  с .клином 20 и св занный с  корем злектромагнита 27, закрепленным на упоре 22. Собственной пружиной электромагнита 27 храповик 26 подпружинен к клину 20. Подвижный ползун 17 имеет ушко 213 дл  состыковки со своим подвижным злеметом роботртехнической системы.

В одном из возможных вариантов организации робототехнической системы (фиг. 6) использованы два модул  - искусственные мышцы, работающие как и мьшцы живой природы с односторонне направленным усилием - в данном случае только на выталкивание ползуна 17. Поэтому дл  получени 

двухстороннего силового движени  ске летного элемента 29 робототехнической системы, как и В живой природе, необходимы две односторонние силовые искусственные мьшцы, расположенные с разных сторон скелетного элемента , ползуны 17 которых, например, св заны с коромыслом скелетного элемента 29 посредством т г 30.

10

Искусственна  мьшща работает следующим образом.

При пропускании импульса тока по последовательно.включенным катушкам

15 2 они смещаютс  к средней части пакета катушек, вследствие чего жидкость , наход ща с  в полост х 5, вьщавливаетс  через гибкие шланги 7 в свои напорные полости гидроци20 линдров исполнительного органа. Штоки 16 гидроцилиндров воздействуют на ползун 17, смещают его до упора 19 в выступ 21 упора 22. Храпови 26 на клине 20 фиксирует вьздвинутое

25 положение ползуна 17.

П

/

Фие.З

Фиг. Ц

2д

30

17

Claims (3)

1. ИСКУССТВЕННАЯ МЫШЦА, содержащая основание, силовую установку и исполнительный орган, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат, силовая установка выполнена в виде пакета катушек, установленных с одинаковым шагом на общем магнитопроводе, с возможностью их осевого смещения одна относительно другой, причем между смежными катушками образованы полости, герметически замкнутые эластичными кожухами, заполненные жидкостью и соединенные гибкими шлангами с соответствующими гидроцилиндрами исполнительного органа, который выполнен в виде набора изолированных гидроцилиндров, установленных в основании, штоки которых сопряже ны с общим ползуном, установленным на основании с возможностью прямолинейного перемещения.

2. Мышца поп. 1, отличающ а я с я тем, что, с целью повышения точности позиционирования смеще ния, ползун исполнительного органа имеет упор и клин, а на основании установлен с возможностью перемещения подвижный упор с подпружиненным храповиком, взаимодействующим с кли ном, при этом храповик .связан с якорем введенного электромагнита, зак репленного на подвижном упоре.

3. Мышца попп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения регулировки величины смещения полэуйа, наружная поверхность основания снабжена резьбой, на которой установлена регулировочная гайка подвижного упора, а на обоих концах магнитопровода силовой установки также установлены гайки, взаимодействующие через втулки с соответ ствующими катушками,причем в каждом эластичном кожухе выполнено сливное отверстие, закрытое пробкой.

SU „„1199607-

1 1199607 ²