Искусственная мышца
Cтраница 3
Наряду с описанными пневматическими и гидравлическими приводами типа искусственная мышца существуют близкие им эластичные приводы, в которых работа совершается за счет изгибных деформаций эластичных полостей. Однако поскольку в этом случае используется деформация не сжатия, как у мышц, а изгиба, эти приводы формально не относятся к искусственным мышцам. В среднем описанные пневматические и гидравлические искусственные мышцы по сравнению с аналогичными традиционными приводами ( цилиндрами) в три раза легче, в два раза меньше по габаритам и развивают в десятки раз большее усилие на единицу веса. [31]
 |
Искусственное сердце с приводом из проволоки Ti - Ni. [32] |
Проволоке ф 0 5 мм из сплава Ti - Ni придается [47] форма синусоидальной кривой и проводится обработка на запоминание формы. Эта проволока прикрепляется к наружным стенкам искусственного предсердия, изготовленного из эластомера ( этиленвинилацетат) ( рис. 3.60), и проводятся испытания сокращения искусственной мышцы искусственно-го сердца. Приводной блок состоял из шести Ti - Ni - проволок, проволочные сегменты прикрепляли к стенке предсердия горизонтально или строго параллельно в качестве исполнительного элемента, обеспечивающего сокращение мышцы. [33]
Наряду с описанными пневматическими и гидравлическими приводами типа искусственная мышца существуют близкие им эластичные приводы, в которых работа совершается за счет изгибных деформаций эластичных полостей. Однако поскольку в этом случае используется деформация не сжатия, как у мышц, а изгиба, эти приводы формально не относятся к искусственным мышцам. В среднем описанные пневматические и гидравлические искусственные мышцы по сравнению с аналогичными традиционными приводами ( цилиндрами) в три раза легче, в два раза меньше по габаритам и развивают в десятки раз большее усилие на единицу веса. [34]
Он состоит из расширяющейся резиновой трубки в прочной оплетке, причем один конец трубки заглушен, а через другой подается под давлением газ. Газ раздувает искусственную мышцу, и в мышце образуется сила. Мышца Маккибена дешева, легка и подвижна; развиваемая ею сила приблизительно пропорциональна ее длине, диаметру и давлению подаваемого газа. [35]
Разновидностью пневматических искусственных мышц являются аналогичные устройства с заменой оплетки продольными тяговыми нитями. Такие конструкции имеют лучшие тяговые характеристики и развивают большие усилия. Кроме того, такие гидравлические искусственные мышцы обладают более высокой точностью позиционирования и лучшей динамикой, как все гидравлические приводы по сравнению с пневматическими. [36]
В тех случаях, когда лечение дефектов сердца путем операций на сердце невозможно, неизбежной оказывается пересадка внутренних органов или искусственного сердца. Искусственное сердце состоит из насоса и клапанов. Делаются попытки применить для искусственных мышц искусственного сердца сплавы с эффектом памяти формы. [37]
Для исследования нестационарных процессов деформации сократительных полимерных структур и автоколебательных режимов в моделях полимерных автопульсаторов требуется некоторая динамическая теория. В настоящей работе предпринята попытка отыскать путь к такой теории. При определенных упрощающих предположениях, основанных на уяснении главных физических и физико-химических свойств исследуемых систем, получены динамические уравнения деформации искусственных мышц сначала в режиме холостого хода ( без внешней механической нагрузки), а затем и с учетом реакции нагрузки. [38]
Таким образом, рассмотрен особый случай продольной деформации эласто-осмотических структур, когда площадь поперечного сечения пленки ( волокна) сохраняется неизменной и весь объем принятого или отданного несжимаемого растворителя уходит на растяжение или сокращение образца. Однако и в случае изотропного вязко-упругого полимерного материала существенна именно продольная деформация. В конструкциях двигательных моделей на искусственных мышцах [31] перемещение и усилие отводятся по оси, совпадающей с продольной ориентацией сократительных пленок ( волокон), и даже в тех схемах, где полимерные пленки натянуты подобно барабанным перепонкам [27, 31], перемещение трансформируется вдоль одного основного направления пленочных образцов. [39]
В этом механизме участвуют два белковых полимера - актин и миозин. Актин образует каркас мышцы, выстроенный из параллельно расположенных брусочков, между которыми расположены толстые, закрученные по винтовой линии канаты, образованные молекулами миозина. АТФ взаимодействует только с молекулами миозина. Поэтому тянущей компонентой всей системы являются миозиновые канаты, тогда как брусочки актина являются направляющими возвратно-поступательного движения этих канатов. Теперь стало ясно, что искусственная мышца из синтетических полимеров может быть создана, если удастся вдоль линейной молекулы полимера разместить ионные группы, расположенные так, что рядом с положительно заряженной группой будет находиться группа, заряженная отрицательно. Будучи притянуты друг к другу силами кулоновского взаимодействия, эти группы создадут условия для сокращения молекул полимера, а следовательно, и волокон, изготовленных из него. [40]
Тонкие полимерные пленки развивают лишь тянущее усилие, а стержни создают как тянущее, так и толкающее усилия. Рассмотрим деформацию нагруженных стержневых структур. Стимулирующей силой - внешней причиной - остается изменение химического состава окружающей среды. Механическая сила проявляется как сила реакции нагрузки. Возникающее в стержне дополнительное давление набухания преодолевает теперь не только вязко-упругое противодействие матрицы геля, но и силу реакции нагрузки. Инерционными силами реакции нагрузки можно пренебречь, поскольку ускорения при деформации искусственных мышц весьма малы. Остается учесть упругую и вязкую составляющие нагрузки. [41]
Страницы: 1 2 3