气囊可以做到充气后轴向收缩很大
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答
要实现充气后轴向大幅收缩,伴随径向显著扩张,核心在于径向变形约束 + 轴向自由度释放的结构设计。
McKibben 型气动人工肌肉(空气肌肉)是最经典、收缩效果最显著的充气轴向收缩气囊,
内层弹性气囊,外层编织网套:由高强度、低伸长率纤维,如芳纶、涤纶编织而成,呈特定角度(初始编织角约 20-30°),轴向几乎不可伸长。
当内部气囊充气时,气体压力使其产生膨胀趋势,但外层编织网套限制了轴向伸长,迫使气囊只能向径向扩张,导致编织角增大(更接近周向),最终使整个肌肉轴向大幅缩短并产生拉力。此过程符合体积守恒原理,径向膨胀的体积变化由轴向收缩来补偿。
褶皱型气动人工肌肉(PPAM)
通过径向折叠结构实现更平滑的收缩,气囊壁呈径向放射状褶皱,充气时褶皱展开,无径向应力集中。
PPAM通常可实现更大的轴向收缩比,某些设计可达30-40%。
在普通气囊外添加定向编织层或加强筋,限制轴向伸长,引导变形向径向发展。
如波纹气囊的本质是带周向波纹的弹性囊体,由橡胶 / 弹性材料 + 增强帘线构成,两端带刚性连接法兰,通过内部气压支撑与外部载荷实现轴向变形。
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