Электрическое двигательное устройство

(51) ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1104620, кл. Н 02 К 41/06, 1983,Авторское свидетельство СССРМ 1054861, кл. Н 02 й 1/10, 1982,(57) Изобретение относится к волновым двигателям и двигателям немагнитного типа иможет быть использовано в машиностроении, робототехнике и других отраслях, Электрическое двигательное устройство.содержит по крайней мере один двигательный модуль, имеющий диэлектрическфюгибкую основу с электродами в виде чередующихся вдоль основы проводников на еевнешней поверхности, На основу надетагибкая оболочка, а между ними помещена Изобретение относится к волновым электродвигателям, а также электродвигателям немагнитного типа.Известен волновой электродвигатель, содержащий статор с обмоткой, а также гибкий ротор, имеющий жесткий магнитопровод, ферромагнитную жидкость и гибкую оболочку.Недостатками известного устройства являются узкие функциональные возможности (т.е. известный двигатель может только реализовывать вращательное движение ротора вокруг вала), отсутствие высокой маневренности в пространстве (т.е,(электрореологическая жидкость, Электроды подключены к фазовращающему устройству. Работа двигательного устройства основана на использовании свойства электрореологических жидкостей увеличивать свой объем в электрическом поле, При последовательной подаче потенциала на электроды основы гибкая оболочка совершает волнообразные движения, которые позволяют устройству перемещаться в пространстве, Возможно создание конструкций из нескольких модулей для обеспечения возможности движения, в том числе с грузом, с изменением направления, в узких извилистых,каналах, а также работа технических вариантов двигательного устройства. При использовании дополнительной гибкой оболочки устройство может работать также в качестве насоса для жидких сред, Достоинствами устройства являются высокая маневренность, многофункциональность, надежность, 11 з,п. ф-лы, 20 ил,отсутствие возможности перемещения в различных пространственных положениях и направлениях), а также существенный вес и габариты (так как известныйфф электродвигатель магнитный, т.е, обязательно содержит тяжелые элементы - ферромагнетики).Известен немагнитный электродвигатель, содержащий диэлектрический статор (основу) с электродами, диэлектрический ротор, а также рабочую жидкость между статором и ротором,Недостатками известного двигателя являются узкие функциональные возможно 16972351697235 Составитель В.АрсеньевТехред М,Моргентал Корректор И, Муска Редактор О.Г вач Заказ 4314 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, )К, Раушская наб.,4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1010 20 сти (т.е, известный двигатель может только вращать свой ротор вокруг оси вала),отсутствие высокой маневренности (т,е.возможности перемещения в различныхпространственных направлениях), невысокая герметичность конструкции (так какжидкость помещена между статором и вращающимся ротором, у которого вал долженвыходить наружу), а также невысокий момент (невысокая тяга) и невозможность регулировки скорости путем изменениячастоты питания,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение маневренности, повышение герметичности. конструкции, повышение тяги, а также обе"печение регулировки скорости путем измэнения частоты питания.Для достижения цели предлагаемоенемагнитное двигательное устройствосодержит первый двигательный модуль,который имеет диэлектрическую немагнитную основу с электродами, а такжеэлектрореологическую жидкость,В двигательном модуле диэлектрическая немагнитная основа выполнена линейной и гибкой, в виде гибкой трубки,имеющей внутренний сквозной продольный канал, а электроды выполнены в видечередующихся проводников, расположенных на внешнем слое гибкой трубки основыи соединенных с ней, на гибкую трубку основы с электродами надета гибкая немагнитная оболочка, электрсреологйческаяжидкость помещена мажду гибкой оболочкой и гибкой трубкой основь с электродами,а также во внутреннем сквозном продольном канале гибкой трубки основы, электроды подключены к фазовращающемуустройству,Электроды на гибкой трубке основымогут быть выполнены либо в виде кольцевых проводников вокруг гибкой основы,либо в виде инох проводников, навитых вокруг гибкой основы, либо в видесекторных проводников по внешней поверхности сечения вокруг гибкой основььДвигательный модуль устройства может иметь торцовые разьемы, прикрепленные к гибкой оболочке у торцов трубкиосновы.( одному торцовому разъему можетбыть прикреплен датчик, а к другому торцовому разъему модуля мокет быть подсоединен кабель, соединяющий модуль систочником питания в виде фазовращающегося устройства.В двигательное устройство могут бытьвведены дополнительные двигательныемоцули, выполненные, как и первый двигательный модуль, которые расположены параллельно и соединены с первым двигательным модулем,Двигательные модули могут быть соединены друг с другом либо посредством гибкой застежки типа молния, либо посредством торцовых пластин, соединенных с торцовыми разъемами двигательных модулей.В двигательное устрой ство,может быть введена дополнительная трубка, при этом двигательный модуль может быть помещен внутрь дополнительной трубки, а дополнительная трубка может быть установлена на одном из звеньев кинематической пары, с другим из звеньев которой может быть соединен конец двигательного модуля,Кинематическая пара с двигательным модулем и дополнительной трубкой может быть выполнена шарнирной,На двигательный модуль може- быть надета дополнительная гибкая оболочка в виде гибкой трубки, открытой с обоих торцов, между двигательным модулем и дополнительной гибкой оболочкой может быть помещена жидкая среда.На фиг, 1 показан двигательный модуль предлагаемого двигательного устройства, общий вид: на фиг, 2 - то же. поперечныи разрез (круглый вариант выполнения; на фиг. 3 - то же, поперечный разрез (некруглый вариант выполнения); на фиг. 4 - часть двигательного модуля с условно разрезанной оболочкой (первый вариант выполнения электродов); на фиг, 5 - то же, второй вариант выполнения электродов: на фиг, 6 - третий вариант выполнения электродов; на фиг, 7 - двигательный модуль, поперечный разрез (третий вариант выполнения электродов); на фиг. 8 - предлагаемое двигательное устройство, первый ползучий маневренный вариант, общий вид; на фиг. 9 - то же, вид сбоку; на фиг, 10 - предлагаемое двигательное устройство, второй ползучий маневренный вариант. вид сбоку; на фиг.11 - то же, общий вид: на фиг, 12 - предлагаемое двигательное устройство, вариант с последовательным соединением модулей; на фиг. 13 - тоже, вариант привода возвратно-поступательной пары робота; на фиг, .14 - то же, первый вариант привода шарнирной пары робота; на фиг, 15 - то же, второй вариант привода шарнирной пары робота; на фиг. 16 и 17 - то же, ьарианты привода объемной шарнирной пары робота; на фиг, 18 - прелагаемое двигательное устройство, вариант насоса; на фиг, 19 - часть предлагаемого двигательного устройства, вариант насоса с условно разрезанной дополнительной оболочкой; на5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 фиг. 20 - электрическая схема питания электродов модуля двигательного устройства.Предлагаемое немагнитное электрическое двигательное устройство является многофункциональным двигательным устройством и может использоваться во множестве вариантов (модификаций),Предлагаемое двигательное устройство базируется на двигательном модуле (фиг, 1) и в простейшем ползучем варианте может содержать один двигательный модуль- червь (фиг. 1).Двигательный модуль-червь (фиг. 1 - 7) содержит гибкую оболочку 1 (в виде, например, гибкого чулка, трубки или колбасы), внутри которой помещена гибкая основа 2 в виде гибкой трубки из немагнитного и диэлектрического материала, Гибкая трубка-основа 2 имеет проводниковые электроды 3 на ее внешней поверхности, а также сквозной продольный канал 4 (фиг, 2 - 7), Между гибкой оболочкой 1 и гибкой трубкой-основой 2 с электродами 3, а также в продольном канале 4 помещена электрореологическая жидкость 5, Жидкость 5 в канале 4 сообщается с жидкостью 5 между оболочкой 1 и основой 2 посредством радиал ьн ых каналов у торцов трубки-основы 2. Гибкая трубка-основа 2 делается у торцов зазубренной (зубчатой или с равными краями) и засас,ывается внутрь оболочки 1, впадины между зубцами (или выступами) у торцов трубки-основы 2 обеспечивают сообщение жидкости 5 в канале 4 и между основой 2 и облочкой 1.Электрореологическая жидкость 5 или смесь представляет собой известное вещество, состоящее, например, издиэлектрической жидкости и твердого вещества (керосина и стеклянного порошка или зерен кукурузного крахмала) обладающее уникальным свойством: в электрическом поле объем становится больше, она как бы вспухает, утолщается или увеличивается ее плотность, если она находится в замкнутом сосуде,Электроды 3 на внешней поверхности трубки-основы 2 можно наносить как напылением металла,так и его осаждением. Можно электроды 3 впечатывать или наклеивать на основу 2, Электроды 3 можно выполнять на поверхности основы 2 тремя вариантами (фиг. 4 - 7). По первому варианту (фиг. 4) электроды 3 имеют вид простых проводниковых колец на поверхности трубчатой основы 2. Кольца-электроды 3 (фиг. 4) электрически могут соединяться в группы и питаться посредством соединительных проводков, проведенных через тело трубки-основы 2 (фиг, 2 или 3) и через канал 4. По второму варианту (фиг, 5) электроды 3 могут быть винтовыми проводниками, навитыми на трубку-основу 2. В простейшем случае, электроды 3 - это многозаходный проводниковый винт на гибкой трубке-основе 2 (его можно легко изготовить, например, нз проволоки, ленты или напылением), Вариант по фиг. 5 наиболее технологичен и прост (т.е. по-просту гибкая трубка-основа 2 обматывается гибким многозаходным винтом из проводящей ленты, фольги или проволоки, .можно применить и напыление). По третьему варианту (фиг. б и 7) электроды 3 выполняются в виде секторных проводящих участков на внешней поверхности трубки- основы 2. Секторные электроды могут соединяться в группы и к источнику питания проводками в теле основы 2 или через канал 4 (фиг. 7) во всех вариантах, Изготовление трубки-основы 2 с электролами 3 очень просто (не сложнее производства обыкновенного многослойного куска кабеля).Трубчатая гибкая основа 2 с электродэми 3 выполняется менее гибкой, чем более тонкая гибкая оболочка 1 (фиг, 2, 3 и 7). Материал для основы 2 можно выбирать из полимеров, резины и т.п. В качестве тонкой гибкой или эластичной оболочки 1 целесообразно применять тонкие резиновые или полимерные пленки. Например, очень удобны полимерные или резиновые пленки, которые идут на изготовление детских воздушных шаров или хирургических перчаток, они очень хорошо деформируются (эластичны). Внешняя поверхность оболочки 1 может быть гладкой, шероховатой, рифленой или с зубчиками (фиг. 3). Можно применять тонкую оболочку 1 чисто диэлектрическую или с резистивны м слоем, Двигател ьн ый модуль может быть круглого сечения (фиг. 2) или некруглого (фиг. 3 и 7). Основу 2 с торцов можно соединять с оболочкой 1.В.двигательном модуле (фиг. 1) установлены также торцовые разьемы б и 7, которые крепятся к гибкой оболочке 1 с торцов. Торцовые разъемы б и 7 могут быть выполнены аналогично широко известными разъемам кабелей и приборов, т.е, каждый разъем может иметь контакты-штыриили отверстия и снаружи иметь винтовуюнарезку или гайку.К одному разъему б (фиг. 1) модуля может подсоединяться датчик 8, а к другому разъему 7 модуля - разъем 9 кабеля 10. Кабель 10 (из гибких проводов) подключается к источнику питания или управления модулем, который может быть выполнен в виде фазовращающегоустройства 11, питающего электроды 3 (фиг, 20), можно использо 169723510 20 вать распределители (коммутаторы) или сеть многофазного напряжения(например, на 220 В).В качестев датчика 8 (фиг. 1) можно использоватьь самые различные датчики: оптические, магнитные, контактные (путевые) акустически, а также миниатюрные телекамеры.Двигательный модуль (фиг, 1, 2-7)весьма прост, а изготовление его не сложнее изготовления куска обычного многослойного кабеля. Одним из существенных элементов модуля является электрореологическая жидкость 5.Модуль (фиг,1) работает следующим образом,При подаче на электроды 3 (фиг, 4 - 6) многофазного питания (от источника или распределителя 11, фиг, 20) данные электрсды 3 создают бегущее вдоль модуля электрическое поле. Так, можно запитывать последовательно как по одному, так и по несколько электродов 3 одновременно, продвигая запитывание (а следовательно и поле) вдоль трубки-основы 2, В частности, удобно запитывать разнополярно каждый раз по два соседних электрода 3, продвигая по питанию каждую такую пару вдоль трубки-основы 2, При создании электрических полей у электрода 3 (или их зарядов) электрореологическая жидкость 5 (фиг, 2 - 7) у запит:ываемых электродов 3 вспучивается и прогибает тонкую оболочку 1. Соответственно, у запитываемых электродов 3 возникает вспученность (или пучность) оболочки 1. Вследствие того, что запитка электродов 3 и электрическое поле бежит вдоль модуля (фиг. 1), то и пучности оболочки 1 также перемещаются вдоль того же модуля. Гибкий модуль (фиг, 1) как дождевой червь волнообразными движениями (или перистальтикой) продвигается вперед.Вследствие большой гибкости и объемной перистальтики (фиг. 1) электрический червь может проползать сквозь любые извилистые каналы и трубы, Каналы и трубы, по которым может передвигаться червь-модуль (фиг, 1), могут располагаться как в плоскости, так и в трехмерном пространстве.Способность гибкого червя-модуля (фиг, 1) проползать через извилистые трубы и каналы говорит о его широких функциональных возможностях (как двигательного устройства) и о его существенной маневренности, Волновое передвижение или перистальтика позволяет добиваться существенной тяги.Двигательные модули (фиг. 1) удобно применять для исследований трубопроводов и закрытых каналов. Полезная информация 25 30 ф 35 40 45 50 55снимается с датчика 8, Кроме того, двигательный модуль-червь (фиг. 1) удобно применять и для прокладки через извилистые каналы проводов. В последнем случае прокладываемый провод или кабель цепляется своим концом к разъему 9 (параллельно кабелю 10 питания), и модуль-червь (фиг,1) тащит его за собой,Центральный канал 4(фиг,2,3 и 7) в телечервя обязателен. Это объясняется тем, что гибкая оболочка 1, волнообразно деформируясь, подобно способствует перекачиванию электрореологической жидкости 5 к одному из торцов модуля, поэтому для свободной циркуляции жидкости 5 в теле червя нужен обратный канал 4, Это обеспечивает работоспособность модуля, Весь двигательный узел (фиг. 2, 3 и 1) очень герметичен, он надежно прикрыт со всех сторон оболочкой 1, т,е. обеспечивается герметичность конструкции в трехмерном пространстве,При работе модуля (фиг, 1) его скорость передвижения регулируется частотой коммутации электродов 3 (т,е. отработка скорости обеспечивается очень помехоустойчивым сигналом с частотной модуляцией), Реверс обеспечивается изменением направления бега поля, т,е. также с помощью устройства 11 (или распределителя). Реверсивность модуля (фиг. 1) повышает его маневренность,Следующим вариантом устройства является ползучий маневренный вариант. который отличается еще большей маневренностью, чем вариант по фиг, 1, Так, если вариант по фиг. 1 может ползать по извилистым каналам, которые для него являются направляющими, то вариант по фиг, 8 и 9 может ползать и свободно маневрировать на любой поверхности. Данный (маневрененный) вариант содержи три одинаковых червя-модуля 12 - 14, которые соединены продольно друг с другом посредством гибких застежек 15 типа молния, Концевые разъемы соединяются проводами или кабелем 10 с источником питания (или распределителями), а к головным разъемам можно подключать датчик 8 (фиг, 8 и 9), Строенный червь (фиг. 8 и 9) или пучок червей собирается из простейших модулей 12 - 14 (фиг. 1) для этого надо просто соединить их продольные застежки 15 (молнии), Вся система унифицирована, Маневрирует устройство (фиг, 8 и 9) следующим образом. Если требуется прямое движение устройства по поверхности, то работают(перистальтикой) оба модуля 12 и 14, Если требуется повернуть вбок, сманеврировать, то один из модулей 12 или 14 включают, а другой оставляют включенным (с перистальтикой), От этого все устройство (фиг. 8 и 9)сворачивает в нужную сторону, т,е. получается маневрирование двигателями (модулями) устройств, аналогично как это осуществляется, например, у двухвинтовых судов, лишившихся руля, Елси устройство (фиг. 8 и 9) проползает через пространственный канал, то оно может маневрировать и объемно путем включения или выключения определенных из всей триады модулей (фиг.9). Так, например, если последовательно переключать модули 12 - 14 (фиг. 8 и 9), то устройство в трубе может вращаться вокруг оси проползаемой трубы (или, как говорят, менять бока). Таким образом, устройство (фиг, 8 и 9) имеет еще большие функциональные возможности и маневренность.Число модулей в пучке (фиг, 9) можно увеличивать,Второй ползучий маневренный вариант (фиг. 10 и 11) по маневренности не уступает первому (фиг. 8 и 9), Но вариант по фиг. 10, 11 приспособлен для маневрирований с полезным грузом. Вариант по фиг. 10, 11 также содержит параллельные черви-модули 12, 13, 14, 16, но параллельно модулям 12, 13, 14, 16 в устройстве (фиг. 10, 11) установлена капсула 17 с полезным грузом(аппаратурой, системой управления и т,п,). В капсулу 17 можно поместить источник питания и управления модулем (управлять им можно по радио). Капсула 17 соединена с модулями 12, 13, 14, 16 посредством торцовых пластин 18, соединенных с торцовыми разъемами модулей. Маневрирует устройство по фиг, 10 и 11 аналогично устройству по фиг. 8 и 9. Маневрирующий вариант по фиг. 10, 11 удобен в качестве грузового или автономно питаемого устройства.Если длина модуля-червя недостаточна, а также требуется повысить тягу устройства, то можно применить последовательное соединение модулей (фиг. 12). В этом случае к модулю 12 последовательно (через торцовый разъем) прикрепляется модуль 13. Аналогично можно удлинять все устройство и далее.Предлагаемое двигательное устройство (на червях-модулях, фиг, 1) можно приме-. нять не только в чисто ползучих вариантах, но и в качестве привода кинематических пар роботов. Данные робототехнические варианты показаны.на фиг, 13 - 16. Здесь гибкие модули (фиг. 1) можно рассматривать не только как черви, но и как злектрическйе мышечные волокна роботов, мускулы роботов.Вариант для возвратно-поступательной пары робота (фиг. 13) довольно прост. На скелет возвратно-поступательной пары, состоящей из звена 19, которое может скользить вдоль звена 20, установленаВ510 или гибкими (их гибкость желательно делать меньшей, чем гибкость оболочки 1 мо,дулей-червей). Внутренние поверхности трубок 22 - 24 могут быть диэлектрическими 15 или покрыты металлическим или проводни 45 50 20 25 30 35 40 двигательная (мускульная) установка с червями-модулями 12-14: Один конец каждого из модулей 12 - 14 (через соответствующий разъем) соединен с пластиной 21, принадлежащей звену 19. Черви-модули 12-14 продеты (протащены) через дополнительные трубки 22 - 24 (каждый модуль через соответствующую из, трубок 22, 23, 24), Трубки 22 - 24 соединяются со звеном 20, При этом трубки 22 - 24 могут быть жесткими ковым слоем. В частности, очень удобны пластмассовые трубки с напыленным внутренним слоем проводника. Пластмассовые трубки очень легки и технологичны (они сильно облегчают вес робота и уменьшают моменты инерции его звеньев). Нэ конце звена 19 устанавливается пластина 25, к которой через разъемы крепятся вторые концы модулей 12. - 14. На другом конце звена 19 можно устанавливать рабочий орган 26. Внутренние поверхности трубок 22-24 могут быть гладкими, шероховатыми, рифлеными, с зубцами или ворсинками, щетиной),При работе устройства запитываемые черви-модули 12 - 14 проползают через трубки 22 - 24 (туда-сюда) и через торцовые пластины 21 и 25 перемещают звено 19 относительно звена 20 (фиг, 13, стрелка).Передвижное звено 19 может совершать линейное или возвратно-поступательное движение вдоль (фиг. 13), Прямой ход модулей 13, 14, 12 дает прямой ход звену 19, а реверс червей-модулей 12 - 14 дает обратный ход.ф Увеличением чис з модулей и трубок можно увеличивать мускулатуру и тягу робота. Вследствие волнового оцепления модулей-червей с дополнительными трубками тяга получается весьма существенной,Следующим робототехническим вариантом устройства является вариант привода для плоской шарнирной пары (фиг. 14). Этот вариант также довольно прост и легко реализует, На скелет шарнирной кинематической пары. содержащей звенья 27 и 28 и вал или шарнир 29, надевается мускулатура -двигательный аппарат, выполненный на червях-модулях 12 - 14 и 30 - 32 и дополнительных трубках 22 - 24 и 33 - 35, выполненных аналогично трубкам 22 - 24 для варианта по фиг. 13. Левые концы червей- модулей.12-14, 30-32 через разъемы соединяются со звеном 27, правые концы могут быть свободны, а сами модули 12-14 и 30 - 32 продеты (протэщены) через соьт 16972355 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ветствующие из трубок 22, 23, 24, ЗЗ, 34, 35 (один модуль через одну трубку), Дополнительные трубки 22-24 и 33-35 крепятся к звену 28, а токоподводы к модулям можно осуществлять через их правые или левые разъемы.Если группа червей-модулей 12 - 14 (фиг.14) проползает через трубки 22 - 24 вправо, а группа червей-модулей 30-32 проползает через трубки 33-35 влево, то звено 27 на шарнире вращается в одну сторону (например, вверх, фиг, 14). Если группа модулей 12 - 14 проползает через трубки 22 - 24 влево, а группа червей-модулей 30-32 проползает через трубки 33-35 вправо, то звено 27 вращается на шарнире в другую сторону (вниз), Принцип данного двигательного варианта (фиг, 14) имеет большую аналогию с двигателным аппаратом человека, В данном случае двигательный аппарат электрический,Другим робототехническим вариантом, предназначенным для привода плоской шарнирной пары, является вариант по фиг, 15. На скелет шарнирной кинематической пары, содержащей звенья 27 и 28 и вал или шарнир 29, надевается мускулатура - двигательный аппарат, выполненный на червях- модулях 12-14, продетых (протащенных) через дополнительные трубки 22 - 24, которые крепятся к звену 27. Трубки 22 - 24 выполняются аналогично трубкам 22 - 24 для варианта по фиг, 13 (например, из пластмассы с внутренним напыленным слоем металла Трубки 22 - 24 (фиг, 15) могут быть изогнутыми, Особенностью варианта по фиг, 15 является то, что оба конца каждого из гибких модулей 12-14 через разъемы крепятся к панели 36, соединенной со звеном 28, Токоподвод к модулям осуществляется через их разьемы и панель Зб (фиг, 15),При работе, если модули 1214 (фиг. 15) проползают через трубки 22 - 24 в одном направлении, то звено 27 вращается на шарнире в одну сторону, а если модули 12-14 проползают через трубки 22-24 в другом направлении, то звено 27 вращается в другую сторону. Если звено 28 неподвижно (и, соответственно, модули тоже неподвижны), то проползание модулей через трубки 22-24 означает, что трубки 22-24 движутся относительно модулей 12 - 14, т.е, звено 27 вращается относительно звена 28, Если закрепить звено 27, то врашается звено 28. Таким образом, вариант по фиг, 15 реализует плоское шарнирное вращение,Наиболее совершенными из робототехнических вариантов являются варианты (фиг. 16 и 17) для объемной (или пространственной) шарнирной пары робота, Так, по варианту фиг, 16 на скелет объемной или пространственной шарнирной пары, содержащей звенья 27 и 28 и шарнир 37 (шаровоготипа), надевается мускулатура - двигательный аппарат, выполненный на червях-модулях 12 - 14 и 30 - 32, и 38, 39, продетых через соответствующие дополнительные трубки 22, 23, 24, 33, 34, 35 и 40, 41, Могут быть использованы модули и соответствующие трубки, которые располагаются симметрично модулям 38, 39 и трубкам 40, 41 относительно звеньев 27 и 28 и шарниру 37 (эти модули и трубки расположены за звеньями 27 и 28 и шарниром 37, они с другой стороны от звеньев 27, 28), Все дополнительные трубки крепятся к звену 28, а концы модулей крепятся через разъемы к звену 27, Модули можно выполнять и по последовательной схеме (фиг, 12) т.е, из нескольких червей, соединенных разъемами. В ряде случаев, вместо удлиняющих червей- модулей (фиг. 12) можно использовать подсоединение модулей через разъемы к простым толстым отрезкам трубок, служащих тягами, т,е, модуль удлиняется простым толстым отрезком гибкого шланга, конец которого крепится к звену 27, Правые концы модулей-червей (фиг. 16) можно оставлять свободными, Питание модулей-червей можно осуществлять через их торцовые разъемы (правые или левые). Все устройство (фиг. 16) имеет сильную аналогию с двигательным аппаратом человека, т,е, звенья 27 и 28 с шарниром 37 выполняют роль скелета или сустава, а гибкие модули с соответствующими дополнительными трубками выполняют роль мышц, Весь узел (фиг, 16) может быть прикрыт сверху (от пыли) эластичной пленкой 42 (аналог кожи человека),При задействовании (запитывании) модулей 12, 13, 14, 30, 31, 32 данные модуличерви, проползая через трубки 22, 23, 24, 33, 34, 35, вращают звено 27 в плоскости чертежа (фиг, 16), или в вертикальной плоскости, Иными словами, если модули 12-14 проползают через трубки вправо, а модули 30 - 32 влево, звено 27 вращается в одну сторону, а если модули 12 - 14 движутся влево, а модули 30 - 32 вправо, то звено 27 вращается вертикально в другую сторону (фиг, 16). Если запитывать модули 38 и 39 и симметрично с ними модули на другой (невидимой на фиг, 16) стороне от звена 27, то данные модули, проползая через соответствующие дополнительные трубки, вращают звено 27 в другой плоскости (или плоскости, перпендикулярной плоскости по фиг. 16). При этом, если модули 38 и 39 идут вправо, а симметричные им модули на другой стороне от звена 27 идут влево, то звено 27 вращается в одну сторону, а если указан 13 1697235Скелет любого робота в предлагаемой системе строится из небольшого набора стандартных кинематических пар - возвратно-поступательной (фиг. 13), плоской .шарнирной (фиг. 14 или 15) или объемной шарнирной (фиг. 16 или 17), и нэ указанный 55 ные группы модулей меняют направлениесвоего движения через трубки, то вращениезвена 27 происходит в противоположнуюсторону, При различных комбинациях запитывания разных из всех групп модулей (фиг. 516) звено 27 может совершать сложное пространственное движение или вращение наобъемном шарнире 37. Вариант по фиг, 16по функциональным возможностям не уступает совершенному суставу и двигательному узлу человека.Другой вариант привода объемнойшарнирной пары (фиг. 17) по своим функциональным возможностям аналогиченварианту по фиг, 16, т.е. также реализует 15пространственное перемещение звена 27 втрехмерном пространстве. В варианте пофиг. 17 на скелет объемной шарнирной пары, содержащей звенья 27 и 28 и шарнир 37,установлена пространственная мускулатура - двигательный аппарат, содержащийгибкие модули 12 - 14, продетые сквозь изогнутые трубки 22 - 24, прикрепленные к звену 27, а также модуль 38, продетый черездополнительную трубку 40. укрепленную на 25звене 27. Модуль 38 и изогнутая трубка 40могут быть расположены (или изогнуты) вплоскости, перпендикулярной плоскостичертежа фиг, 17. Концы всех модулей 12-14,38 через разъемы соединены с панелью 36, 30установленной на звене 28. Если запитывать модули 12-14, то они вращают звено 27в вертикальной плоскости фиг. 17 (аналогично работе варианта фиг. 15), Если запитывать модуль 38, то он, проползая через 35трубку 40, вращает звено 27 в другой плоскости или в плоскости, перпендикулярнойплоскости фиг. 17. Комбинации запитывания модулей 12 - 14, 38 дают пространственное перемещение звена 27 на, шарнире 37, 40Вследствие волнового сцепления между модулями и трубками тяга, развиваемаяробототехническими вариантами (фиг, 13 -17), получается весьма существенной. Кроме того, увеличениемислэ модулей и трубок 45можно и дальше повышать тягу робототехнических вариантов,Сочетанием данных вариантов (фиг, 13 -17) можно реализовывать роботов любойстепени сложности и с любыми степенями 50свободы. При этом вся робототехническаясистема устройств (фиг, 13 - 17) получаетсяуниверсальной и состоящей из минимального числа унифицированных элементов,простейший скелет навешивается универсальная мускулатура, состоящая тоже из минимального набора простых и унифицированных злементов (т,е, червей-модулей и дополнительных трубок), Вся сборка легко (и быстро) осуществляется посредством простых разьемов, планок и винтов (как в детском конструкторе). Тяга и мускулатура робота может быть легко изменена путем навешивания или устранения нужного числа модулей с трубками. Кроме того, кинематическая схема робота может быть легко изменена на .месте путем простой замены отдельных кинематических пар с соответствующей мускулатурой (фиг. 13-17), т.е, робот легко перестраивают,Предлагаемая система робототехники (фиг, 13 - 17) характеризуется легкостью проектирования, Это объясняется тем, что она очень четко подразделяется на две части: скелет и мускулатура, У большинства известных робототехнических систем такого четкого разделения элементов нет. В предлагаемой системе проектировщик при создании нужной заказчику кинематики(т,е, при создании скелета и выполнении нужного числа степеней свободы) может не считаться с применяемой электротехникой, Мускулатура, т.е. стандартные модули и трубки, легко наращиваются после на любую кинематическую пару (фиг. 13 - 17) и при том с любой (заказанной) степенью тяги.Предлагаемая система проста, техно- логична, универсальна и по перестроению гибка.Рассмотрев робототехнические варианты, можно перейти к заключительному варианту устройства, а именно, варианту насоса (фиг. 18 и 19). В данном варианте (фиг. 18, 19) червь-модуль 12 помещается внутрь дополнительной оболочки 43, выполненной в виде гибкой трубки или шланга. Оба торца модуля 12 с разъемами 6 и 7 могут высовываться из трубки-оболочки 43, Модуль 12 через разъемы 6 и 7 соединяется с разьемами 44 и 45, которые через гибкие лоскуты соединены с трубкой-оболочкой 43, Гибкая трубка-оболочка 43 может иметь меньшую гибкость, чем оболочка 1 модуля 12, Помещение модуля 12 внутрь оболочки 43 можно осуществить путем его простого проползания,Насос (фиг, 18 и 19) работает следующим образомПри окунании одного из торцов трубки- оболочки,43 в жидкость и запитывании червя-модуля 12 возникают волнообразные (перистальтические) движения его оболочки 1. Это приводит к тому, что жидкость, попадая между модулем 12 и оболочкой 43, перекачивается (перистальтически) от одноготорца трубки-шланга к другому. Гибкаятрубка-оболочка 43 с модулем 12 работаеткак насос. 5Предлагаемое двигательное устройствоимеет широкие функциональные возможности (много вариантов применения), оно обладает также высокой маневренностью ипростотой, Герметичность двигательного 10узла (модуля 12) и его простота обеспечивают его высокую надежность, Волновое (илиперистальтическое) движение модулей даетвысокую тягу (волновые двигатели - высокомоментные). Немагнитный характер конСтрукции устройства, т.е. преобладание внем легких пластмасс и полимеров, обеспечивает малую массу и вес предлагаемогодвигательного устройства,Обязательным компонентом предлагаемого устройства является электрореологическая жидкость 5.Формула изобретения1. Электрическое двигательное устройство, содержащее двигательный модуль, 25имеющий диэлектрическую основу с электродами и электрореологическую жидкость врабочем зазоре,отл и ч а ю щееся тем,что, с целью расширения функциональныхвозможностей, повышения надежности регулировки скорости движения и герметичности устройства, в двигательном модуледиэлектрическая основа выполнена в видегибкой трубки, имеющей внутренний сквозной продольный канал, а электроды выполнены в виде чередующихся вдоль основыпроводников, расположенных на внешнейповерхности основы, причем на основу сэлектродами надета гибкая оболочка, аэлектрореологическая жидкость помещена 40между оболочкой и основой во внутреннемсквозном продольном канале, при этомэлектроды подключены к фазовращающемуустройству.2,Устройство по п,1, отличающеес я тем, что электроды выполнены в видекольцевых замкнутых проводников вокругОСНОВЫ,З.Устройство поп,1, отл и ч а ю щеес я тем, что электроды выполнены в видепроводников, навитых вокруг Основы.4. Устройство по и. 1, отл и ч а ю ще ес я тем, что электроды выполнены в видесекторных проводников,5. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что двигательный модуль имеет торцовые разъемы, прикрепленные к гибкойоболочке у торцов основы,6. Устройство по пп. 1 и 5, о т л и ч а ющ е е с я тем, что на торцовом разъемеустановлен датчик, а к другому торцовомуразъему подсоединен кабель, соединяющиймодуль с источником питания,7, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно содержит по крайней мереодин дополнительный двигательный модуль, расположенный параллельно и соединенный с основным двигательным модулем.8. Устройство по и. 7, О т л и ч а ю щ е ес я тем, что двигательные модули соединеныдруг с другом посредством гибкой застежкитипа молния,9,Устройство поп, 7,отл ичаю щеес я тем, что двигательные модули соединены.друг с другом посредством торцовых пластин, соединенных с торцовыми разъемамидвигательных модулей.10. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что в него дополнительно введенытрубка и кинематическая пара, при этомдвигательный модуль помещен внутрь дополнительной трубки, а дополнительнаятрубка установлена на одном из звеньевкинематической пары, с другим звеном ко-,торой соединен один из концов двигательного модуля.11. Устройство по пп, 1 и 10, о т л и ч аю щ е е с я тем, что кинематическая паравыполнена шарнирной12, Устройство по пп, 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что на двигательный модульнадета дополнительная оболочка в видегибкой трубки, открытой с обоих торцов,а между двигательным модулем и дополнительной оболочкой помещена жидкаясреда.6