Lineárny aktuátor s umelým svalom

Číslo patentu: U 7080

Dátum: 01.04.2015

Autori: Balara Milan, Tóthová Mária, Vagaská Alena, Piteľ Ján

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

PRIEMYSIELNÉHO VLASTNICTVA SLOVENSKEJ REPUBLIKYDátum podania prihlášky 16. 6. 2014 Číslo priorimej prihláškyDátum podania prioritnej prihlášky Krajina alebo regionálnaDátum zverejnenia prihlášky 4. ll. 2014 Vestník UPV SR č. 11/2014Dátum oznámenia o zápise úžitkového vzoru l. 4. 2015 Vestník UPV SR č. 04/2015Dátum zápisu a sprístupnenía úžitkového vzoru verejnosti 17. 2. 201 S Číslo pôvodnej prihláškyČíslo pôvodnej patentovej prihláškyČíslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo podania európskej patentovej prihláškyMajiteľ Technická univerzita v Košiciach, Fakulta výrobných technológií so sídlom v Prešove, Prešov, SKNázov Lineárny aktuátor s umelým svalom AnotáciaLineámy aktuátor s umelým svalom je tvorený pritlačnou pružinou (2) a umelým svalom (l) s pripojenou prívodnou trubicou (10) a s pevne prípojenými závítovými tyčami (4) prostrednictvom spojovacích členov (3). Závitové tyče (4) sú prevlečené cez stredy prírub (6) a sú na ne naskrutkované nastavovanie matice (5). Tie sú svojou valcovou časťou voľne vložené cez príruby (6) a cez podložky (8). Polohy nastavovacích matíc (5) sú zaistené istiacimí maticami (7) s podložkami (9). Aktuátorje prevodníkom vstupného tlaku média na výstupnú dĺžku aktuátora. Pri maximálnom vstupnom tlaku média je výstupná dĺžka aktuátora minimálna a naopak, pri minimálnom vstupnom tlaku je výstupná dlžka maximálna. Aby nedochádzalo k prehnutiu pritlačnej pružiny (2) aktuátora, je na jej povrchu a do jej vnútra nasunutá vonkajšia vodiaca trubica (11) a vnútomá vodiaca trubica (12), pričom každá z nich je jedným koncom pripevnená kjednej z protiľahlých prírub (6).Technické riešenie sa týka lineárneho aktuátora s umelým svalom II. Aktuátor (Výkonový člen) s umelým svalom je zariadenie z oblasti automatizácie a robotiky, kde je obvykle použitie ľahkých, výkonných a pohyblivých pohonov.Doteraj ší stav technikySúčasné zariadenia na generovanie pohybu pomocou umelých svalov sú zvyčajne riešené ako mechanické sústavy s dvoma pevne ukotvenými umelými svalmi, ktoré sú spojené opačnými koncami ohybným pásom. Tento pás je navlečený na obvod otočnej kladky, ktorá je nasunutá na hriadeľ aktuátora a tento je uložený v ložiskách, ktoré sú umiestnené na koncoch nosných stĺpikov aktuátora. Aktuátor takto tvori zostavu, kde sú na nosnej doske upevnené stĺpiky a na ich konci sa nachádzajú ložiská, hriadeľ a rameno so záťažou, pričom umelé svaly sú umiestnené pozdĺž stĺpikov. Takýto aktuátor tvori pomeme dlhý a štíhly celok s vyhovujúcimi rozmerovými charakteristikami. V prípade použitia pneumatických umelých svalov sa na tomto zariadení výrazne prejavuje nelineárna proporcia medzi meniacím sa tlakom vzduchu vstupujúcim do umelých svalov a ich dĺžkou (kontrakciou) a následne uhlom pootočenia ramena upevneného na (výstupnom) hriadeli aktuátora.Takéto riešenie aktuátora je obvyklé na generovanie otáčavého (rotačného) pohybu, avšak v prípade jeho použitia ako generátora posuvného (translačného) pohybu je použitie dvoch umelých svalov niekedy nevhodné. V prípade potreby minimalizácie nákladov a geometrických rozmerov zariadenia je vhodné zvoliť vhodnej šie technické riešenie.Podstata navrhovaného technického riešenia spočíva v tom, že vychádza z koncepcie generovania posuvného pohybu aktuátora odvodeného od zmeny dĺžky pneumatického umelého svalu v závislosti na tlaku média. Umelý sval je umiestnený vnútri pritlačnej pružiny a je svojimi koncami s ňou mechanicky spojený. Pri zmene tlaku plynného média v umelom svale sa mení jeho dĺžka (kontrakcia) a sila, pričom sa súčasne rovnako meni aj dĺžka a sila súbežne spojenej prltlačnej pružiny. Pri konštantnom tlaku média sa dĺžka aktuátora ustáli na rozmer zodpovedajúci rovnosti opačne na seba pôsobiacich síl vyvinutých umelým svalom a prítlačnou pružinou. Vypúšťaním plynného média z umelého svalu dochádza k jeho predlžovaniu a súčasne k rozpínaniu pritlačnej pružiny, a tým aj k rozťahovaniu aktuátora. Pri zvyšovaní tlaku plynného média v umelom svale dochádza ku kontrakcii umelého svalu, a tým aj ku skracovaniu aktuátora. Rozsah pohybu aktuátora je daný rozsahom zmeny tlaku média vo svale a tiež charakteristikami umelého svalu a pritlačnej pružiny.Takto fungujúci aktuátor je prevodníkom vstupného tlaku média na výstupnú dĺžku aktuátora. Pri maximálnom vstupnom tlaku média je výstupná dĺžka aktuátora minimálna a naopak. Je generátorom posuvného(translačného) pohybu, nelinearíta závislosti výstupnej dĺžky aktuátora na vstupnom tlaku média (statická charakteristika) je závislá od vzájorrmej interakcie síl umelého svalu a pritlačnej pružiny. Táto je zase závislá od tvaru izobarických charakteristík umelého svalu a od charakteristiky pritlačnej pružiny. Aby nemohlo dôjsť k prehnutiu pritlačnej pružiny aktuátora, je na jej povrchu a do jej vnútra nasunutá vodiaca trubica vonkaj šia a vodiaca trubica vnútorná. Každá z nich je jedným koncom pripevnená k jednej z protiľahlých prírub.Prehľad obrázkov na výkresochTechnické riešenie je bližšie vysvetlené pomocou výkresu, pričom obrázok znázorňuje celkové usporiadanie funkčných časti zariadenia pri bočnom pohľade.Príklad uskutočnenia technického riešenia je na obrázku a znázorňuje celkové usporiadanie funkčných častí zariadenia. Lineárny aktuátor s umelým svalom II. je tvorený prítlačnou pružinou g a umelým svalom l s pripojenou prívodnou trubicou 10 a s pevne pripojenými závitovými tyčami g prostredníctvom spojovacích členov ą. Závitové tyče A sú prevlečené cez stredy prírub Q, pričom sú na ne naskrutkované nastavovacie matice 5, ktoré sú svojou valcovou časťou voľne vložené do stredových otvorov prírub Q cez podložku g. Polohy nastavovacích matíc j sú zaistené istiacimi maticami 7 s podložkami 2. Na prítlačnú pružinu 2 môže byť nasunutá vonkajšia vodiaca trubica 11 a vnútomá vodiaca trubica l 2, pričom každá z nich je jedným koncompripevnená k jednej z protiľahlých prirub Q. Vypúšťanim plynného média z umelého svalu l dochádza k jeho predlžovaniu a súčasne k rozpínaniu prítlačnej pružiny g, a tým aj rozťahovaniu aktuátora. Pri zvyšovaní tlaku plyrmého média v umelom svale 1 dochádza ku kontrakcii umelého svalu l, a tým aj ku skracovaniu aktuátora. Rozsah pohybu aktuátora je daný rozsahom zmeny tlaku média v umelom svale l a tiež charakteristikami umelého svalu 1 a prítlačnej pružiny g. Aby nedochádzalo k prehnutíu prítlačnej pružiny g aktuátora, je na jej povrchu a do jej vnútra nasunutá vonkajšia vodiaca trubica ll a vnútomá vodiaca trubica Q.Zariadenie podľa navrhovaného riešeniaje možno použiť pri krátkodobom i dlhodobom uplatnení funkčných celkov, v ktorých sú použité pneumatické alebo iné umelé svaly v individuálnom, antagonistickom,alebo inom zapojení. Systém zariadenia je možno použiť aj na iných aktuátoroch (elektrických, hydraulických), ich rozmery a výkony sú závislé od veľkosti použitého vybavenia. Zariadenie možno použiť individuálne, ale možno ich aj navzájom mechanicky spájať do zložitejšich celkov (napr. v robotike).1. Lineárny aktuátor s umelým svalom, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že je tvorený prítlačnou pružinou (2) a umelým svalom (1) s pripojenou prívodnou trubicou (10) a s pevne pripojenými závitovými tyčami (4) prostrednictvom spojovacich členov (3), pričom závitové tyče (4) sú prevlečené cez stredy prírub (6) a sú na ne naskrutkované nastavovacie matice (5), ktoré sú svojou valcovou časťou voľne vložené cez prímby (6) a cez podložky (8), pričom polohy nastavovacích matic (5) sú zaistené istiacimi maticami (7) s podložkami (9).2. Lineámy aktuátor s umelým svalom podľa nároku l, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že na prítlačnú pružinu (2) je nasunutá vonkajšia vodiaca trubica (l 1) a vnútomá vodiaca trubica (12), pričom každá z nich je jedným koncom pripevnená k jednej z protiľahlých prírub (6).

MPK / Značky

MPK: B25J 17/00, B25J 13/06, B25J 9/16, B25J 19/00

Značky: umělým, aktuátor, lineárny, svalom

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-u7080-linearny-aktuator-s-umelym-svalom.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Lineárny aktuátor s umelým svalom</a>

Podobne patenty