Искусственная мышца

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН г 00 А 6 Р ИЕ ИЗ ИДЕТЕЛЬСТВ Н АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54)(57) 1. ИСКУССТВЕННАЯ МЫШЦА,содержащая основание, силовую установку и исполнительный орган, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью уменьшения энергозатрат, силовая установка выполнена в виде пакета катушек, установленных с одинаковым шагом на общем магнитопроводе,с возможностью их осевого смещенияодна относительно другой, причеммежду смежными катушками образованыполости, герметически замкнутыеэластичными кожухами, заполненныежидкостью и соединенные гибкими шлангами с соответствующими гидроцилиндрами исполнительного органа, который выполнен в виде набора изолированных гидроцилиндров, установленныхв основании, штоки которых сопряже 80199607 ны с общим ползуном, установленным на основании с возможностью прямолинейного перемещения.2. Мьппца по п. 1, о т л и ч а ю " щ а я с я тем, что, с целью повышения точности позиционирования смещения, ползун исполнительного органа имеет упор и клин, а на основании установлен с воэможностью перемещения подвижный упор с подпружиненным храповиком, взаимодействующим с клином, при этом храповик .связан с якорем введенного электромагнита, закрепленного на подвижном .упоре.3. Мышца по пп. 1 и 2, о т л и - ч а ю щ а я с.я тем, что, с целью обеспечения регулировки величины смещения ползунка, 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 соответствующими катушками,причем в каждом эластичном кожухе выполнено сливное отверстие, закрытое пробкой, 1 1Изобретение относится к роботостроению и может быть использованов манипуляторах как промышленныхроботов, так и автономных исполнительных устройств, а также в атономных автоматических транспортных ша 1 гающих аппаратах,Целью изобретения является уменьшение энергозатрат, следствием которого возможно выполнение искусственной мышцы в автономном варианте,повьппение точности позиционированиясмещения и обеспечение регулировкивеличины смещения путем выполненияискусственной мышцы в универсальном.модульном варианте с регулировкойвеличин смещений в исполнительноморгане в широком диапазоне регулировки.На фиг. 1 изображена общая структурная схема искусственной мьппцы,состоящей из силовой установки (внизу) .и исполнительного органа (вверху); на фиг. 2 - фрагмент конструктивного выполнения силовой установки, продольный разрез; на фиг. 3 -исполнительный орган, продольныйразрез, (условно показан разрезтолько 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 иэ возможных вариантов органиэации робототехнической системы сиспользованием в качестве приводапредлагаемой искусственной мышцы -конструктивный модуль системы,,Искусственная мьппца включает всебя две составляющие; силовую установку и исполнительный орган.Силовая установка (фиг.1 и 2)содержит магнитопровод 1, выполненный из низкоуглеродистой электротехнической стали или из железоникелевого сплава с высокой магнитнойпроницаемостью, на котором подвижновдоль его осевой линии установленынесколько десятков катушек 2 (лучшевыполнить нечетное число катушек,причем одну центральную катушку установить неподвижно на магнитопроводе, а все остальные - подвижно)в своих каркасах 3. Между каждымидвумя смежными катушками 2 установлены слабые пружины 4, служащие дляудержания катушек 2 на одинаковомрасстоянии одна от другой в невключенном состоянии. Между смежнымикатушками 2 образованы полости 5199607 2 20 25 З 0 нитопровод 1 может быть выполнен 1 замкнутым по периферии катушек 2 с40 51015 45 50 55 посредством эластичных кожухов 6,герметично закрепленных на образую-щих этих смежных катушек. Полости5 заполнены, например, жидкостью.Каждая полость 5 посредством своегогибкого шланга 7 сообщается с напорной полостью своего гидроцилиндрана исполнительном органе. Каждыйкожух 6 имеет сливное отверстие,закрытое пробкой 8. Катушки 2 электрически последовательно соединеныгибкими проводами 9, а выводы крайних катушек подключены к устройствууправления подачей импульсов тока(не показано). В каждом каркасе 3в месте скользящего сопряжения с общим магнитопроводом 1 запрессована износоустойчивая втулка 10, выполненная из диэлектрика или .из незамкнутого электропроводящего материала(стали) во избежание появления эффекта трансформатора с короткозамкнутым витком - втулкой с разогреванием этой втулки 10 вихревыми токами.По этой же причине магнитопровод 1выполнен слоеным из продольныхпластин электротехнической сталиили спрессован из продольных проводов электротехнической стали. Магцелью концентрации магнитного потока. Крайние катушки 2 пакета сопря"жены с гладкими втулками 11, установленными с возможностью смещениявдоль магнитопровода 1, положение которых регулируется гайками 12, навинченными на концах магнитопровода 1., Исполнительный орган (фиг. 1-5)содержит основание 13 (с фланцем длякрепления к .робототехнической системе), в котором выполнены несколько десятков продольных отверстий 14(по числу полостей между катушкамиодной или нескольких силовых установок), к каждому иэ которых подведен гибкий шланг 7 от своей полости,5 и зафиксирован крышками 15, Вкаждом отверстии 14 установлен поршень со штоком 16, образующий гидроцилиндр. Свободные концы штоков 16сопряжены с ползуном 17, имеющим двенаправляющие 18, установленные подвижно в продольных пазах основания13. На конце одной из направляющих18 выполнен упор 19, а на концевторой - клин 20. Также в продольныхпазах основания 13 своими выступами21 подвижно в продольном направлении (без возможности поворота) установлен подвижный упор 22, зафиксированный через разрезную крышку 23 на регулировочную гайку 24 винтами 25. Гайка 24 навинчена на резьбе .по образующей поверхности основания 13. На упоре 22 установлен поворотный храповик 26 с возможностью взаимодействия с .клином 20 и связанный с якорем электромагнита 27, закрепленным на упоре 22. Собственной пружиной электромагнита 27 храповик 26 подпружинен к клину 20. Подвижный ползун 17 имеет ушко 28 для состыковки со своим подвижным элементом робототехнической системы.В одном из возможных вариантов органиэации робототехнической системы (фиг. 6) использованы два модуля - искусственные мьппцы, работающие как и,мышцы живой природы с односторонне направленным усилием - в данном случае только на выталкивание ползуна 17, Поэтому для получения двухстороннего силового движения ске летного элемента 29 робототехнической системы, как и в живой природе, необходимы две односторонние сило вые искусственные мышцы, расположенные с разных сторон скелетного элемента, ползуны 17 которых, например, связаны с коромыслом скелетного.элемента 29 посредством тяг 30.1 ОИскусственная мышца работаетследующим образом.При пропускании импульса тока попоследовательно. включенным катушкам 15 2 они смещаются к средней части пакета катушек, вследствие чего жидкость, находящаяся в полостях 5, выдавливается через гибкие шланги 7 в свои напорные полости гидроци линдров исполнительного органа,Штоки 16 гидроцилиндров воздействуют на полэун 17, смещают его до упора 19 в выступ 21 упора 22. Храповик 26 на клине 20 фиксирует выдвинутое 25 положение ползуна 17.1199607 Составитель А.Познякктор А.Ворович Техред О.Неце Корректор Е.Р каз 7774/20 атент", г. Уагород, ул, Проектна и Тирак 1049 БНИИПИ Государственн по делам изобрете 3035, Москва, Ж, РПодписное го комитета СССР ий и открытий ушская наб., д.