3D Printed Sensor Mimics Seal Whiskers do wykrywania podwodnych wirów

Badanie zostało opisane w artykule zatytułowanym "W pełni trójwymiarowy, wielowarstwowy, miękki bio-inspirowany czujnik wiskerów do podwodnego detekcji Vortex", który można przeczytać tutaj. Sztuczny wąs został wydrukowany w 3D za pomocą zarówno poliuretanu, jak i grafenu, który został wydrukowany w czterech wzorach przy użyciu wielogłowicowej drukarki 3D CD3D . < / p>

"Cztery wzory grafenu (w odstępie 90 °) na cylindrze poliuretanowym umożliwiają wykrywanie przepływu we wszystkich kierunkach (0-360 °). Długość i średnica cylindra poliuretanowego i wzorów grafenu wynoszą odpowiednio 160 × 8 mm i 60 × 0,3 mm - wyjaśniają naukowcy. "Przewodność nadrukowanego wzoru grafenu wynosi 0,6 Ω-cm. Przy maksymalnej odległości odkształcenia 5 mm w dowolnym kierunku (0-360 °) obserwuje się znaczną zmianę rezystancji (od 5,09 × 103 do 6,03 × 108 Ω). Zmiana oporu w czterech kierunkach (w górę, w dół, w lewo i w prawo) jest badana w środowisku podwodnym. "

Wirowanie zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara zostało wygenerowane za pomocą sztucznej płetwy rybnej, również 3D wydrukowane. Bardzo czuły czujnik wąsów jest pierwszym drukowanym w 3D z poliuretanu i grafenu. Drukarka 3D z podwójną wytłaczarką została wykorzystana do wydrukowania samego czujnika, przy użyciu pierwszej głowicy, z poliuretanu zakupionego z Fotopolimeru, podczas gdy druga głowica wydrukowała wzory grafenowe z włókien zakupionych z Black Magic 3D. Po zakończeniu drukowania podstawa i wzory zostały połączone za pomocą taśmy miedzianej. Miedzianą taśmę używano również do lutowania drutów sygnałowych, a ostatnia 1 mm poliuretanowa warstwa chroniąca przed wodą została powleczona i utwardzona światłem UV.

Naukowcy przetestowali następnie czujniki, wykorzystując je do wykrywania wirów poprzez digitalizację sygnały analogowe, które wskazują zmiany rezystancji i wysyłanie ich do mikrokontrolera. Stwierdzili, że projektowanie i wytwarzanie czujnika wąsów jest proste, szybkie, tanie i łatwe do wdrożenia w zastosowaniach komercyjnych, a także zapewnia dobrą czułość i mechaniczną niezawodność. Potrzebny jest dalszy rozwój; jednak badanie było ogólnie udane.

"Artykuł ten jest wspaniałym przykładem bioinspirowanej miękkiej robotyki" - powiedział Barry A. Trimmer, redaktor naczelny Mary Ann Liebert, Inc. , które opublikowało badanie. "Autorzy wykorzystali obserwacje naturalnego systemu do zbudowania czujnika opartego na materiałach, który może być stosowany w robotach podwodnychdla lepszej kontroli położenia, nawigacji i wykrywania obiektów. "

Autorami artykułu są Jahan Zeb Gul, Kim Young Su i Kyung Hyun Choi.