ЧИТАТЬ СТАТЬЮПневмомускул: физика, характеристики, применение
Pneumatic muscle: physique, characteristics, application
Аннотация: Рассмотрены физические основы функционирования пневматического мускула, выполненного на базе эластичной цилиндрической мембраны с твердым дном и крышкой. Способность цилиндрической мембраны укорачиваться при создании в ее внутренней полости избыточного давления определяется винтообразным перекрестным плетением нитей корда из недеформируемой нити, в результате чего образуются ромбовидные ячейки. Установлена связь между усилием сокращения пневмомускула, его укорачиванием и избыточным давлением во внутренней полости. Дано описание стенда, предназначенного для проведения экспериментальных исследований работоспособности пневмомускула типоразмера MAS 10-300 германской фирмы «FESTO» и приведены полученные статические и динамические характеристики. На основе анализа данных, приведенных в каталоге продукции фирмы «FESTO», определено прогнозируемое значение начального угла плетения корда оболочки пневмомускула. Выполнена сравнительная оценка силовых характеристик пневмомускулов семейства MAS и дифференциальных пневмоцилиндров. В качестве примера, приведена методика выбора типоразмера пневмомускула, предназначенного для подъема груза или его позиционирования. Показана возможность использования короткого пневмомускула для управления и нагружения затворов гидравлической и пневматической аппаратуры клапанного типа.
Ключевые слова: эластичная цилиндрическая мембрана, ромбовидная ячейка, пневмомускул, пневматическая пружина.
Abstract: Physical principles of the functioning of a pneumatic muscle (fluidic muscle) made onthe basis of an elastic cylindrical membrane with a hard bottom and lid are evaluated. The ability of a cylindrical membrane to shorten when creating excess pressure in its internal
cavity is ensured by the design features of weaving the cord from an undeformed thread and filling it with an elastomer. The physical essence of the process of deformation of a cylindrical membrane and equilibrium condition of a diamond-shaped cell formed as a result of helical cross - weaving of cord filaments was examined. A mathematical connection between the force of contraction of the pneumatic muscle by its shortening and the excess pressure in the internal cavity was established. The description of the test bench intended for carrying out of experimental researches of working capacity of a pneumatic muscle standard size MAS 10-300 of German firm «FESTO» was given. The obtained static and dynamic characteristic are shown. On the analysis basis of the dates given in the «FESTO» product catalog the predicated value of the initial angle of cord braiding is defined. A comparative evaluation of the power characteristics of the pneumatic muscle of the series MAS and pneumatic differential cylinder is carried out. As an example a method is given for choice the size of the pneumatic muscle MAS intended for load lifting or for her positioning. The possibility of using a short pneumatic muscle for controlling and loading the gates of hydraulic and pneumatic valve-type equipment is shown.
Basic words: elastic cylindrical membrane, diamond-shaped cell, pneumatic muscle, air spring.
