Pneumatischer Muskel

Der Pneumatische Muskel ist ein Zugaktuator, der einem biologischen Muskel nachempfunden ist. Er besteht aus einem Kontraktionsschlauch und den passenden Anbindungsstücken.

Der Kontraktionsschlauch ist aus einem druckdichten Gummischlauch und einer Umspinnung mit hochfesten Fasern aufgebaut. Die Fasern bilden ein Rautenmuster in Form einer dreidimensionalen Gitterstruktur.

Durch Anlegen eines Innendrucks dehnt sich der Schlauch in Umfangsrichtung aus, daraus entstehen eine Zugkraft und eine Kontraktionsbewegung in Längsrichtung des Muskels. Die nutzbare Zugkraft hat ihr Maximum zu Beginn der Kontraktion und fällt nahezu linear mit dem Hub bis auf Null ab.

Der Pneumatische Muskel kann nur Zugkräfte aufbringen. Die Größe des realisierbaren Hubes durch Kontraktion liegt bei etwa 25 % der Gesamtlänge des Muskels. Durch externe Zugkräfte ist eine Vorreckung von maximal 5 % erlaubt.

Beim pneumatischen Muskel ist nicht nur die Kraft, sondern auch der Hub direkt vom aktuellen Arbeitsdruck anhängig. Ein Positionieren in Hubrichtung ist auf sehr einfache Weise möglich. Statt eines Wegmesssystems, das parallel zum Antrieb angebracht werden müsste, kann man an einer günstigen Stelle einen Drucksensor installieren. Durch die Zuordnung von Druck und Hub lassen sich so nahezu beliebig viele Stellungen realisieren.