Искусственная мышца

СОЮЗ СОВЕТСКИХф СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 710331 А(19) 1/О 5 В ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ С ТВУ Т М 6 д Фиг(57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройству промышленныхроботов, автоматов и манипуляторов, и может быть использовано при изготовленииприводов их кинематических звеньев.Целью изобретения является увеличениересурса и повышение быстродействия за счет 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 эла-. стичная оплетка из нитей аремида препятствует перераспределению плотности набивки адсорбента 3, которая лежит в диапазоне 0,3-0,8 г/смз. Удлинение мышцы происходит при отключении термоэлемента от электропитания. 2 ил.Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам промышленных роботов, автоматов и манипуляторов, может быть использовано при изготовлении приводов их кинематических звеньев и является усовершенствованием изобретения по авт, св, М 1526989,Цель йзобретения - увеличение ресурса и повышение быстродействия за счет улучшения ее адсорбционных свойств.На фиг. 1 изображена искусственная мышца; на фиг. 2 - конструкция адсЬрбента искусственной мыщцы,Искусственная мышца содержит анизотропную оболочку, 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 находится адсорбатно-адсорбентный наполнитель. 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 аремидов, имеющих толщину в диапазоне 5-40 текс, а плотность заполнения углеводородного волокна находится в диапазоне 0,3-0,8 г/смз. 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 плотностьз(плотность с учетом пор в материале) будет равна у = 0,95 г/см,С учетом наличия объемов между волокнами максимальная плотность заполнения углеродным активированным волокном составляет 0,8 г/см, Тогда при объеме пор углеродного волокна 0,6 см/г 1 см углевоз локнистого сорбента поглощает, а при десорбции отдает 0,48 см адсорбата (объем при нормальных условиях) который развивает максимальное усилие мыщцы,Плотность заполнения углеволокном 0,3 г/см обеспечивает лишь минимальное начальное реагирование мышцы: 1 см углез волокнистого сорбента при таком заполне нии поглощает и, соответственно, отдаетлишь 0,18 см адсорбата,Таким образом, за пределами этих диапазонов плотности либо не работает сорб 5 ционная микромашина мышцы, либо нетуглевалоконных адсорбентов,Выбор интервала линейных плотностей(толщина) аремидных нитей 5-40 текс связанс их прочностью. Чем тоньше нить, тем10 она прочнее: 5 текс - прочность 80 кг/см;г,40 текс - прочность 60 кг/смг; 100 текс -прочность 40 кг/смг,Выбранный интервал толщины волокнаоплетки обеспечивает необходимую конст 15 20 25 30 35 40 45 50 55 руктивную 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 сокоащения 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, отл и ч а ю ща я с ятем, что, с цельюувеличения 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,1710331 45 50 Составитель Ф.МайоровТехред М,Моргентал Корректор М,Шароши Редактор Н.Яцола Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 299 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5