Actinomorphic Shape Memory Miękkie roboty z 3D drukowanymi częściami Zig-Zag przez piasek i wodę

W połączeniu z drukowaniem 3D istnieją różnego rodzaju aplikacje do miękkiej robotyki, od bezpieczniejszej pracy w hali produkcyjnej i pomagającej użytkownikom uzyskać wrażenia dotykowe w środowisku VR, w celu stworzenia lepszej protetyki i stworzenia robotów, które mogą poruszać się w ograniczonych przestrzeniach i na nierównym podłożu teren. W swoich eksperymentach zespół USTC skupił się na idei lokomocji dla ich robotomorficznych robotów. Niedawno opublikowali pracę zatytułowaną "Analiza lokomocyjna i optymalizacja robotów dynamicznych z miękkimi ramionami uruchamianymi przez druty ze stopu z pamięcią kształtu" w International Journal of Advanced Robotic Systems.

Streszczenie brzmi: "Ten artykuł przedstawia analiza lokomocyjna i optymalizacja aktynomomorficznych robotów miękkich, które składają się z miękkich ramion uruchamianych drutami ze stopu z pamięcią kształtu. Miękkie ramię, które jest złożoną modułową strukturą, jest uruchamiane przez samo wyczuwającą strategię sterowania ze sprzężeniem zwrotnym. Opracowano teoretyczny model opisujący odkształcenie miękkiego ramienia, łączący model belki Eulera-Bernoulliego miękkiego ramienia z modelem konstytutywnym i model przenoszenia ciepła drutu ze stopu z pamięcią kształtu. Kinematykę aktynomomorficznego miękkiego robota analizowano za pomocą zmodyfikowanej metody Denavita-Hartenberga, a równanie ruchu aktomorficznego miękkiego robota przedstawiono na podstawie quasi-statycznej hipotezy. Wyniki pokazują, że aktyniczomorficzny miękki robot porusza się zygzakiem. Analizowano lokomocję czterech aktynomorficznych miękkich robotów z trzema lub sześcioma ramionami i optymalizowano parametry chodu każdego typu lokomocji. Wyniki optymalizacji wskazują, że trójramienny robo- somomorficzny robot z pewnymi parametrami chodu osiąga najlepsze wyniki i osiąga maksymalną długość kroku 75 mm. Przeprowadzono serię eksperymentów, aby zbadać wydajność ruchów trójramiennego robota z aktywami w różnych środowiskach. "

Miękkie roboty, z których każdy zawiera od trzech do sześciu ramion, nie były w całości drukowane w 3D. Ale regały z wielokąta, które łączyły się z miękkimi ramionami, tworzącymi każdy robo-animacyjny robot, były drukowane w 3D z ABS. Miękkie ramiona zostały wykonane przy użyciu techniki formowania, wraz z techniką nakładania warstw, a korpusy, uruchamiane drutami SMA, zostały wykonane z PDMS; wbudowana płyta polimerowa z polichlorku winylu (PCW) również znajdowała się wewnątrz PDMS.

Według artykułu "Wiele przewodów SMA może być podłączonych w układzie równoległym lub szeregowym. Może zwiększyć siłęmożliwości siłownika SMA do równoległego łączenia drutów SMA. Jednak taki układ może mieć wpływ na wymagania dotyczące zasilania. Poza tym układ ten ma negatywny wpływ na ruch aktomorficznego miękkiego robota dla drutów na końcu siłownika. Dlatego druty SMA zostały ułożone w układy w kształcie litery M w sposób szeregowy. "

Każde miękkie ramię robota ma stan obrotu, ramię znajduje się nad ziemią, a stan podparcia, gdzie ramię jest statyczne lub ruchome, w zależności od siły tarcia z podłożem. Roboczomorficzny miękki robot może się przemieszczać dzięki serii tych stanów ramion zasilanych drutami z pamięcią kształtu.

Naukowcy stworzyli równoważny równoległy mechanizm z zamkniętym łańcuchem, aby analizować lokomocję robotów, oraz przeprowadził serię eksperymentów, w których małe miękkie roboty poruszały się w różnych środowiskach.

"Podłoże, ramię podtrzymujące i stojak do drukowania 3D z ramieniem wahadłowym odpowiadają ramie, łączu i efektor końcowy mechanizmu zamkniętego łańcucha, odpowiednio "czyta gazeta. "Łączenie między ramieniem podtrzymującym i stelażem drukarskim 3D jest zbliżone do pary obrotowej. Połączenia między podłożem a statycznym lub ruchomym ramieniem nośnym to odpowiednio pary obrotowe oraz para cylindryczna i płaska. "

Przyszłe prace nad tymi aktomorficznymi robotami miękkimi będą obejmowały zwiększenie ich mobilności i autonomii. Miękkie roboty to zupełnie nowy sposób myślenia o robotyce. W miękkim robotycznym świecie roboty mogą stać się wydajniejsze, tańsze, bardziej wyspecjalizowane i prostsze niż tradycyjne roboty. Te wyspecjalizowane i proste roboty są teraz w dzieciństwie, wędrując przez piasek w laboratoriach. W nadchodzących latach zobaczymy, jak się pojawiają i zaczynają odgrywać role w prawdziwym świecie.