您现在的位置是:首页 >综合 > 2020-12-04 09:03:29 来源:

这些新的软执行器可以减轻软机器人的体积

加利福尼亚大学圣地亚哥分校的工程师已经开发出一种构建紧凑,便携式和多功能软机器人的方法。通过制造柔软的管状致动器来实现这一进步,该致动器的运动受到电气控制,使其易于与小型电子元件集成。

作为概念验证,工程师使用这些新的执行器构建了一个柔软的电池供电的机器人,该机器人可以不受约束地在平坦的表面上行走并移动物体。他们还建造了一个柔软的抓手,可以抓起和捡起小物体。

该团队由加州大学圣地亚哥分校机械和航空工程学教授蔡胜强带领,于10月11日在《科学进展》上发表了这项研究。

大多数软执行器的问题在于它们具有庞大的设置。那是因为它们的运动是通过泵送空气或流体通过内部腔室来控制的。因此,构建具有此类执行器的机器人将需要将其束缚到泵,大型电源和其他专用设备上。

在当前的研究中,加州大学圣地亚哥分校的工程师创建了由电控制的软执行器。蔡说:“此功能使我们的管状执行器与大多数低成本的市售电子设备和电池兼容。”

致动器由一种用于机器人人工肌肉的材料制成,称为液晶弹性体。它们由嵌入弹性聚合物网络中的液晶分子组成。这些材料的独特之处在于它们响应热或电等刺激而改变形状,移动和收缩,类似于肌肉响应神经细胞的信号而收缩。

为了构造每个执行器,工程师将三根加热丝夹在两层液晶弹性体薄膜之间。然后将材料卷成管,进行预拉伸并暴露在紫外线下。

可以独立控制每条加热丝,以使管子在六个不同的方向上弯曲。当电流通过一根或两根电线时,它会加热管子的一部分并使其向那些电线的方向弯曲。当电流通过所有三根导线传输时,整个管子会收缩,从而缩短长度。关闭电源后,灯管会慢慢冷却并恢复其原始形状。