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开发山东3D打印气动模块,利用气压控制软体机器人的运动
发布时间:2024-02-05    浏览人次:106次
够执行传统机器人无法完成的任务。这些软机器人可用于难以进入的地形以及暴露于化学物质或辐射的环境中,这些化学物质或辐射会损害由金属制成的电子控制机器人。这要求这种软机器人无需任何电子设备即可控制,这仍然是开发中的一个挑战。


作为更复杂控制系统的一个例子,研究团队还开发了一种无电子饮料分配器

弗莱堡大学的一个研究团队现已开发出3D打印的气动逻辑模块,仅使用气压即可控制软机器人的运动。这些模块可以实现气流的逻辑切换,从而可以模拟电气控制。

这些模块首次使得完全在使用传统长丝打印材料的3D打印机中生产灵活且无电子的软机器人成为可能。

该团队由Stefan Conrad 博士、Falk Tauber 博士、Joscha Teichmann 和 Thomas Speck教授领导的团队在《Science Robotics》上发表了这一成果。

Conrad 表示:“我们的设计使任何具有3D打印经验的人都可以生产此类逻辑模块,并使用它们来控制软机器人,而无需高端打印设备。” “这标志着朝着完全无电子气动控制电路迈出的重要一步,可以取代未来软机器人中日益复杂的电气元件。”

模块可以执行布尔运算并有针对性地将气流引导到运动元件中

该模块由两个加压室组成。这些室之间有一条3D打印通道。通过压缩通道,膨胀室可以阻止其中的气流并像阀门一样对其进行调节。

通过有针对性地打开和关闭阀门,模块可以以类似于电路的方式执行布尔逻辑功能 AND、OR 和 NOT,并将气流引导到软体机器人的运动元件中。各个模块执行哪种功能取决于施加气压的腔室。

根据所选材料的不同,模块可以在80至750千帕以上的压力下运行。与其他气动系统相比,它们的响应时间约为100毫秒。

应用范围广泛

“这些模块的潜在应用是巨大的。我们开发了一种灵活的3D打印机器人步行器,由集成电路使用气压控制。逻辑模块的灵活性体现在该步行器甚至可以承受负载一辆汽车驶过它,”陶伯说。

“作为更复杂控制系统的一个例子,我们还开发了一种无电子饮料分配器。”