人工肌肉驱动蠕动泵的设计
2018-11-05许士杰陈心怡张文宣
机械研究与应用 2018年5期
许士杰,陈心怡,张文宣,唐 昊,刘 磊
(南京工程学院,江苏 南京 211167)
0 引 言
某些情况下需要能够传输高粘度且固液混合的流体的设备,而能够适应各种各样情况的便携式设备很少。这些设备通常采用容积式泵或叶片泵传输流体。容积式泵可以通过用活塞或类似的装置机械地加高压来传输高粘度、固液混合的流体。但是这种泵必须足够承受传输流体的高压。同时,在长距离传输、垂直上升或复杂的传输线路时,其传输效率低。叶片泵通过转动叶轮来增加流体的流动,形成比容积式泵大的流速,但由于其排压小,不适合传输高粘度流体。此外,由于固液混合物中的固体成分和叶轮相碰撞,很容易损坏泵[1]。因此,一种可有效节省工厂空间或在户外用于(如疏浚工作)传输高粘度、固液混合的流体的小泵亟待研发,这种泵不受传输线路长度和复杂性的影响,可以控制排压和流量。
这些小型设备需要一个相对较小的力来输送物体。例如Spillman研发了一种由滚轴和橡胶管构成的蠕动式传送机。Mangan的传送机采用了一种环状放置McKibben型气动人工肌肉的方案。然而,这些设备都只能传送球状固体,并不适合流体传输。
1 方案由来
蚯蚓以及与之类似的一些生物通过蠕动爬行来移动。一条蚯蚓由110~200个具有独立组织的体节构成。蚯蚓有两层肌肉:在皮下呈环状分布的环肌和环肌下沿着蚯蚓长度方向分布的纵向肌肉。在前部体节伸长的时候,后部的体节做与之相反的收缩。……
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