气动人工肌肉在空投着陆缓冲中的应用构想

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1、2012年2月机床与液压Feb．20l2第40卷第3期MACHINETOOL&HYDRAUUCSVo1．40No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．03．024气动人工肌肉在空投着陆缓冲中的应用构想王宏．赵西友(桂林空军学院，广西桂林541003)摘要：基于气动人工肌肉的特点和缩距缓冲原理，提出一种气动人工肌肉在空投着陆缓冲中应用的初步方案，以期在现有空投系统的基础上提高空投质量，增强稳定性。介绍气动人工肌肉的选择、系统的硬件组成，阐述气动人工肌肉与现有空投系统的结合方式及其工作控制过程，并分析系统涉及的关键技术。关键词：气动人

2、工肌肉；空投；着陆缓冲中图分类号：TP271文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)3—084—3TheApplicationConceptionofPneumaticArtificialMuscleinParadropLandingBufferingWANGHong．ZHA0Xiyou(GuilinAirForceAcademy，GuilinGuangxi541003，China)Abstract：Basedoncharacteristicsofpneumaticartificialmuscleanddistance—shorteningbufer

3、ingprinciple，apreliminaryschemefortheapplicationofpneumaticartificialmuscleinparadroplandingbuferingWasproposed，inordertoincreasetheparadropweightandimprovestabilitywithoutafectingtheexistingparadropsystem．Correlativemaincontentwereintroduced，includingthechoiceofpneumaticartificialmus

4、cle，thehardwarecompositionofthesystem，combinationofpneumaticartificialmusclewithexistingparadropsystem，andcorrespondingworkingcontrolprocessFurthermore，thecorrelativekeytechnologiesofthesystemwereann—lyzed．Keywords：Pneumaticartificialmuscle；Paradrop；Landingbufering由于空投着陆缓冲技术在军事和减灾救援中的

5、重冲的实际需求，可选择编织式人工肌肉中的McK．要作用，历来受到世界各国的普遍关注。自20世纪ibben气动人工肌肉用于着陆时的缩距缓冲。它是由中期以来，火箭、气囊、蜂窝纸、缩距等空投着陆缓美国医生JosephLMcKibben发明并以其名字命名的冲技术和手段相继成功地应用于实践并日趋完善，实一种柔性气动驱动器。McKibben气动人工肌肉的主现了大、中件物资在超低空、高空、复杂气象等条件体主要由外层编织网和内层弹性橡胶管组成，其结构下的空投或精确空投，在航天、军事和民用领域发挥如图1所示一O了显著作用。气动人工肌肉是近年来发展起来的一种新型驱动器，它具有功萼苤／

6、质量比大，在力、长度特性上与人外层剐性媛罔I类肌肉类似等优点，且柔顺可控。基于气动人工肌肉连接件上连接件的以上特点，利用缩距缓冲原理，对气动人工肌肉在空投着陆缓冲中的应用进行探索，提出了一种方案构内层弹性橡胶管充气口＼想，力求在现有空投系统的技术和装备基础上提高空投质量，增强稳定性。图1McKibben气动人工肌肉1气动人工肌肉的选择图1中，P为输入气压，其大小由控制器根据实缩距缓冲原理是通过在空投物着陆前的适当时机际工作情况进行控制。当输入端气压值增大时，内层快速缩短伞衣和物资之间的距离，产生一定的提升橡胶管膨胀，由于外层编织网刚度很大，几乎不能伸力，达到缓冲的

7、目的，它只需要单向驱动力即可。气长，限制肌肉只能径向变形(直径变大，长度缩动人工肌肉可以提供足够的轴向拉力，完全可以满足短)，产生轴向收缩力；而当输入端气压P降低时，缩距缓冲需求。气动人工肌肉按结构形式可分为3导致人工肌肉伸长(松驰)，肌肉的刚度及驱动力也类：编织式人工肌肉、网孔式人工肌肉和嵌入式人工就随之降低。肌肉的刚度可通过控制橡胶管内的气压肌肉。根据各气动人工肌肉自身的特点和空投着陆缓实现，这种肌肉具有变刚度特性，可等效为一只变刚收稿日期：2011—02—14作者简介：王宏(1967一)，男，博士后，教授，研究方向为空降空投理论与应用。E—mail：spwh

8、wq@16