Искусственная мышца

 

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в манипуляторах как промышленных роботов, так и автономных исполнительных устройств, а также и автономных транспортных шагающих аппаратах. Целью изобретения является повышение быстродействия. Искусственная мышца содержит эластичную оболочку 1, образующую полость, заполненную электрореологической жидкостью, в которой установлены электроды. В оболочке размещены жесткие перегородки 4, связанные с оболочкой, по периметру которых расположены генераторы 5 механических колебаний. Подачей напряжения на электроды в такт с механическими импульсами генераторов, причем так, что движущий импульс приходится на жидкую фазу электрореологической жидкости, а обратный импульс на твердую фазу, осуществляется сжатие или растяжение искусственной мышцы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 25 J 18 02 11 00

6 Ло" 63hA5

1ЦЦ(ПЗ);-:, 1., г Д :, 6ЛИО, Е.,л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4638935/31-08 (22) 24.01.89 (46) 30.10.90. Бюл. № 40 (71) Белорусский политехнический институт (72) K В. Плюгачев, В. Е. Мозговой, P. В. Новичихин и В. В. Павловец (53) 621.229.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1397277, кл. В 25 J 11/00, 1986. (54) ИСКУССТВЕННАЯ MbJIIILIÀ (57) Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в манипуляторах как промышленных роботов, так и автономных исполнительных устройств, а также в автономных транспортных шагающих аппаратах. Целью изобретения являетÄÄSUÄÄ 1602742 А 1

2 ся повышение быстродействия. Искусственная мышца содержит эластичную оболочку 1, образующую полость, заполненную электрореологической жидкостью, в которой установлены электроды. В оболочке размещены жесткие перегородки 4, связанные с оболочкой, по периметру которых расположены генераторы 5 механических колебаний. Подачей напряжения на электроды в такт с механическими импульсами генераторов 5, причем так, что движущий импульс приходится на жидкую фазу электрореологической жидкости, а обратный импульс на твердую фазу, осуществляется сжатие или растяжение искусственной мышцы. 3 ил.

1602742

Формула изобретекия

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в манипуляторах как промышленных роботов, так и автономных исполнительных устройств, а также в автономных автоматических транспортных шагающих аппаратах.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг. 1 показана конструкция искусственной мышцы; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — структурная схема системы управления искусственной мышцы.

Искусственная мышца содержит эластичную оболочку 1, образующую полость, заполненную рабочей средой 2, в качестве которой использована электрореологическая жидкость. В рабочей среде 2 установлены электроды 3. Внутри эластичной оболочки 1 размещены жесткие перегородки 4, выполненные, например, в виде колец, закрепленных на эластичной оболочке 1, на которых расположены генераторы 5 механических колебаний. В качестве генераторов механических колебаний могут быть использованы вибровозбудители на основе пьезокерамики, выполненные в виде мономорфной пластины 6 пьезокерамики с электродами 7. Генераторы 5 закрыты защитными колпачками 8.

Кроме того, устройство содержит источник 9 постоянного напряжения и два источника переменного напряжения, работающие в противофазе, которые, например, могут быть выполнены в виде генератора 10 электрических сигналов, инвертора 11 и двух усилителей 12 и 13, один из которых соединен с генератором 10 напрямую, а другой через инвертор 11. Источник 9 постоянного напряжения и выходы усилителей 12 и 13 через коммутирующий элемент, например галетный переключатель 14, связаны с электродами 3 и электродами 7.

Устройство работает следующим образом.

В исходном среднем положении галетного переключателя 14 электроды находятся под постоянным напряжением источника 9, фиксируя в твердом состоянии электрореологическую жидкость, исключая тем самым движения искусственной мышцы. Для сокращения или удлинения мышцы переключатель 14 устанавливается в одно из крайних положений. При этом генератор 10, соединенный с источником 9, вырабатывает импульсы «О» и «1», поступающие через инвертор 11 на усилитель 12 и на усилитель 13 непосредственно с генератора 10. Импульсы, инвертируемые инвертором 11, поступают через крайние контакты переключателя 14

30 на электроды 3, находящиеся в электрореологической жидкости. Прямые импульсы поступают через крайние контакты другой секции переключателя 14 на электроды 7 пьезокерамической пластины вибровозбудителя. В одном из двух крайних положений переключателя 14 прямые импульсы с генератора 10 поступают на электроды 7 вибровозбудителей, расположенных по одной стороне жестких перегородок 4. Обратные импульсы одновременно поступают через другую секцию переключателя 14 нг электроды 3.

Таким образом, в момент увеличения .:,; нейных размеров пьезокерамической пластины 6 рабочая среда 2 в жидком состоянии и импульс генераторов 5 смещает перегородки 4. В момент уменьшения линейных размеров пластины 6 на электродах

3 появляется напряжение, рабочая среда 2 становится твердой, перегородки 4 не имеют возможности перемсститься в обратном направлении. Таким образом, вибрируя с определенной частотой, генераторы 5 прямыми импульсами перемещают перегородки 4, связанные с эластичной оболочкой 1„сокращая мышцу, обратные импульсы гасятся твердой фазой среды 2. Для перемещения в обратном направлении переключатель 14 переводится в другое крайнее положение, при котором импульсы с генератора 10 электрических сигналов подаются на генераторы 5, расположенные с другой стороны перегородок 4. Обратные импульсы в этот момент через контакты переключателя 14 также подаются на электроды 3.

Искусственная мышца, содержащая эластичную оболочку, образующую полость, заполненную рабочей средой, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия, она снабжена жесткими перегородками, закрепленными на оболочке, генераторами механических колебаний, установленными на перегородках, электродами, расположенными в полости оболочки, источником постоянного напряжения, двумя источниками переменного напряжения, работающими в противофазе, и коммутируюшим элементом, а в качестве рабочей среды использована электрореологчческая жидкость, при этом электроды через коммутирующий элемент связаны с источником постоянного напряжения и с одним из источников переменного напряжения, а генераторы механических колебаний через этот же коммутируюший элемент связаны со вторым источником перемен ного на пряжения.

1602742

А-4

Составитель Ф. Майоров

Редактор Т. Парфенова Техред А. Кравчук Корректор A. Осауленко

Заказ 3354 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобр, . п1я« открытиям прн ГКНТ (:((.Р ! !3035, Мо(ква, Ж вЂ” 35, !а и«;,. наб., д. 45

Производственно-издательский комбинат «П:.. ". Ужгород, ул. агарина. IOI