Искусственная мышца Советский патент 1992 года по МПК B25J1/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам промышленных роботов, ароматов и манипуляторов, может быть использовано при изготовлении приводов их кинематических звеньев и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1526989. Цель изобретения - увеличение ресурса и повышение быстродействия за счет улучшения ее адсорбционных свойств. На фиг. 1 изображена искусственная мышца; на фиг. 2 - конструкция адсорбента искусственной мышцы. Искусственная мйшца содержит анизотропную оболрчку, состоящую из корда 1, выполненного из нерастяжимых нитей, внутренняя поверхность которого покрыта эластичным материалом 2, и образованную этой оболочкой герметическую камеру цилиндрической формы, внутри которой находитсяадсорбатно-адсорбентныйнаполнитель. При этом адсорбент 3 является одновременно термоэлементом и представляет собой углеродное волокно с продольным относительно оси камеры расположением нитей, концы которых через металлизированные контакты 4 и 5 герметично выведены из камеры. Адсорбат 6 показан в виде .мелких пузырьков и представляет собой гелиефторид серы. Волокна адсорбента 3 армированы ячеистой оплеткой 7, выполненной из-шнура, состоящего из нитей, образованных из материала на основе йремидов, имеющих толщину в диапазоне 5-40 текс, а плотность заполнения углеводородного волокна находится в диапазоне 0,3-0,8 г/см. Указанные диапазоны выбраны на основании того, что истинная плотность (бездефектного, непористого) углерода (графита) составляет 2,2 г/см. Истинная плотность (без учета пор) активированного углеродного волокна близка к 2,2 г/см. При величине объема пор в материале 0,6 см /г коксующая плотность (плотность с учетом пор в материале) будет равна у 0,95 г/см. С учетом наличия объемов между волок.нами максимальная плотность заполнения углеродным активированным волокном составляет 0,8 г/см. Тогда при объеме пор углеродного волокна 0,6 см /г 1 см углеволокнистого сорбента поглощает, а при десорбции отдает 0,48 см адсорбата (объем при нормальных условиях) который развивает максимальное усилие мышцы. Плотность заполнения углеволокном 0,3 г/см обеспечивает лишь минимальное начальное реагирование мышцы: 1 см углеволокнистого сорбента при таком заполнеНИИ поглощает и, соответственно, отдает лишь 0,18 смадсорбата. Таким образом, за пределами этих диапазонов плотности либо не работает сорбционная микромашина мышцы, либо нет углеволоконных адсорбентов. Выбор интервала линейных плотностей (толщина) аремидных нитей 5-40 текс связан с их прочностью. Чем тоньше нить, тем она прочнее: 5 текс - прочность 80 кг/см ; 40 текс - прочность 60 кг/см ; 100 текс прочность 40 кг/см. Выбранный интервал толщины волокна оплетки обеспечивает необходимую конструктивную прочность адсорбента с оплеткой, которая определяется прочностью волокна оплетки. Искусственная мышца работает следующим образом. Под действием управляющего электрического сигнала она может перейти в одно из двух устойчивых состояний - либо сократиться, либо расслабиться и не препятствовать удлинению. Для сокращения длины мышц к контактам 4 и 5 подается электропитание, поступающее на термоэлемент, являющийся одновременно адсорбентом 3, температура которого в результате этого повышается. Вследствие повышения температуры из адсорбента 3 выделяется дополнительное количество адсорбата 6 .в камеру. Под действием увеличивающегося давления разворачиваются в междуузлиях волокна плетения корда 1 анизотропной оболочки, увлекая и эластичную оплетку 7 из нитей аремида, которая препятствует перераспределению плотности набивки адсорбента 3, и электронная мышца сокращает свою длину. Для осуществления расслабления электронной мышцы электропитание от контактов 4 и 5 отключается. За счет естественного рассеивания тепловой энергии адсорбент 3 охлаждается и поглощает часть адсорбата 6. Давление в камере падает, и корд 1 анизотропной оболочки не препятствует удлинению мышцы. Формула изобретения Искусственная мышца по авт. св. № 1526989, отличающаяся тем, что, с целью увеличения ресурса и повышения быстродействия путем улучшения адсорбционных свойств ее наполнителя, она снабжена ячеистой оплеткой, выполненной из шнура, состоящего из нитей, образованных из материала на основе аремидов и имеющих линейную плотность в диапазоне 5-40 текс, при этом оплетка является арматурой углеродного волокна, плотность заполнения которого находится в диапазоне 0,3-0,8 г/см .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройству промышленных роботов, автоматов и манипуля-^оров, и может быть использовано при изготовлении прив'одов их кинематических звеньев. Целью изобретения является увеличение ресурса и повышение бь1стродействия засчет улучшения ее адсорбционных свойств. Для сокращения длины мышцы на контакты 4 и 5 подается электропитание, поступающее на термоэлемент, являющийся одновременно адсорбентом 3, температура которого в результате этого повышается, что приводит к выделению дополнительного количества адсорбата 6 в камеру, образованную анизотропной оболочкой. Под действием увеличивающегося давления происходит разворачивание в междуузлиях плетения волокон корда 1. При этом эластичная оплетка из нитей аремида препятствует перераспределению плотности набивки адсорбента 3, которая лежит в диапазоне 0,3-0.8 г/см^. Удлинение мышцы происходит при отключении термоэлемента от электропитания. 2 ил.слсосоCJ>&ю