具有剛性部件的傳統(tǒng)機器人系統(tǒng)通常對人類操作員構(gòu)成威脅志于。相比之下夺饲，最近蓬勃發(fā)展的軟致動器和機器人提供了對周圍環(huán)境的出色適應性以及與人類安全健芭，共存的相互作用县钥。然而，它們在承重任務方面的能力受到硅橡膠等組成材料固有的低剛度性質(zhì)的影響吟榴。

為了尋求能夠提高軟機器人系統(tǒng)承載能力而不犧牲機器人 - 物體相互作用時的柔順性的剛度可調(diào)材料魁蒜，熱激活形狀記憶聚合物(SMP)作為一種有前途的候選者脫穎而出囊扳。SMP不僅能夠?qū)偠瓤赡娴馗淖儍傻饺齻€數(shù)量級吩翻，而且還兼容3D打印。然而锥咸，到目前為止狭瞎，已經(jīng)報道了基于SMP的軟致動器通常受到諸如響應慢，變形小以及具有微觀特征的自動化制造中的困難的限制搏予。

來自新加坡科技與設計大學(SUTD)和上海交通大學(SJTU)的研究人員最近提出了一種使用有限元模擬和混合多材料3D打印來設計和制造快速響應熊锭，剛度可調(diào)(FRST)軟件的范例。能夠在32秒內(nèi)完成軟化 - 硬化循環(huán)的執(zhí)行器隧渠。

“我們將商業(yè)噴墨多材料3D打印技術(shù)與直接墨水書寫方法相結(jié)合俯态，制造出我們的全印刷FRST執(zhí)行器，”SUTD科學與數(shù)學集群助理教授Qi(Kevin)Ge表示，他是該領(lǐng)域的共同領(lǐng)導者之一玻桶。這個項目昧挚。“剛度可調(diào)性由嵌入式SMP層提供假盼，快速響應由嵌入式加熱和冷卻元件實現(xiàn)肢糜。”

實際上惋探，將SMP層集成到執(zhí)行器主體中可將其剛度提高多達120倍秃停，而不會犧牲靈活性和適應性。印刷有銀納米粒子墨水的可變形導電電路通過局部焦耳加熱激活SMP的橡膠狀態(tài)抗海。在用加壓空氣使致動器變形時丹伙，SMP被冷卻，冷卻劑通過流體通道驅(qū)動以鎖定幾何形狀葫羡。

“即使在釋放壓縮空氣后仿吞，處于剛性狀態(tài)的變形執(zhí)行器也可以執(zhí)行承載任務。更重要的是捡偏，加熱 - 冷卻循環(huán)可以在大約半分鐘內(nèi)完成唤冈，據(jù)我們所知，這是報告的最快速率银伟， “葛教授說你虹。

“我們還建立了計算模型來模擬我們FRST執(zhí)行器的機械和熱電行為，”SUTD的博士后研究員張元芳說道彤避，他是該論文的共同第一作者傅物。“一旦通過實驗驗證琉预，這些模型用于指導FRST執(zhí)行器的設計董饰，并提供對提高負載能力的見解≡裁祝”

總的來說卒暂，焦耳加熱回路和流體微通道層的設計大大減少了加熱 - 冷卻循環(huán)的時間到約30秒，這顯著提高了熱響應剛度可調(diào)軟致動器的實用性娄帖，使其適合于進一步應用乏根。上海交通大學這個項目的聯(lián)合負責人顧國英教授說：“為了展示我們原型的高負載能力和形狀適應性，我們設計了一個帶有三個FRST執(zhí)行器的機器人手柄仔省，可以任意抓取和提升物體俄躺。形狀和各種重量從不到10克到1.5公斤『旒“

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)亲沃，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡分享条稍，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責，也不構(gòu)成任何其他建議袋员。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布豪服、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺弊刁，不為其版權(quán)負責吁巫。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片鞋族、文字如涉及作品版權(quán)問題龟夜，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容芹助，以保證您的權(quán)益堂湖！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。