sztuczne mięśnie
Sztuczne mięśnie
Mięśnie Mc'Kibbena nazywane też sztucznymi mięśniami o dziwo zostały wynalezione nie przez inżyniera lecz przez lekarza. Pierwotnie miały one zastępować mięśnie ludzkie i właśnie w tym celu je wynaleziono. Jednakże szybko zauważono że ten rodzaj napędu pneumatycznego (sztuczne mięśnie są zaliczane do napędów pneumatycznych) posiada bardzo dużo zalet. Ze stosunkowo małej masy napędu można uzyskiwać dość duże moce. Stosunek mocy do wagi jest większy niż 1kW/kg, zaś siła generowana z przekroju poprzecznego dochodzi do 300 N/cm^2. Dla porównania mięśnie przeciętnego człowieka generują 20-30 N/cm^2.
Mięsień Mc'Kibbena w najogólniejszym przypadku zbudowany jest z kawałka gumy, a właściwie gumowego węża, który to z jednej strony posiada zawór przez który wpompowywane jest powietrze zaś z drugiej strony jest po prostu zamknięty (może być tam taki sam zawór jak z drugiej strony z tym że zamknięty). Dodatkowo cały wąż jest opleciony specjalnym oplotem który nie pozwala na zbytni rozkurcz poprzeczny węża.
Przykładowy sztuczny mięsień o długości 290mm wygląda mniej więcej tak:
Jak to wszystko działa? Otóż gdy do środka wpompowywane jest pod ciśnieniem powietrze, gumowy wąż zgodnie z prawami fizyki próbuje przyjąć kształt kuli jednak jest to niemożliwe gdyż nie pozwala na to ów wspomniany oplot. W skutek czego część gumowa zmienia swoją długość - staje się krótsza o kilkadziesiąt %. W ten sposób generowana jest siła. Trzeba też nadmienić że sztuczne mięśnie podobnie jak mięśnie człowieka potrafią się kurczyć tylko w jedną stronę. Dlatego aby zrealizować ruch w dwie strony należy użyć pary dwóch przeciw-osobnie działających sztucznych mięśni.
Mimo że sztuczne mięśnie wynaleziono dawno temu to dopiero teraz stają się naprawdę popularne i są coraz częściej stosowane w robotyce. Stało się tak ponieważ stosunkowo niedawno wyeliminowano ich główną wadę jaką była ich krótka żywotność, a w szczególności żywotność gumy. Ponadto ten rodzaj napędu jest dość elastyczny, co pozwala na wierniejsze naśladowanie człowieka.
tagi: mięśnie Mc'Kibbena, sztuczne mięśnie, napisany w: , kompendium wiedzy, data: 09-02-2010