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像昆虫一样的软机器人:3D打印是否正在改变机器人技术?

Sirius
2020-06-15 11:10:33

    增材制造在机器人技术领域得到广泛使用已经不足为奇。3D打印使设计师可以自由地在其作品中添加新功能。之前,我们已经讨论了与机器人技术中的增材制造相关的主题,例如研究人员在康奈尔大学创建3D打印的出汗机器人肌肉的。这次,来自加州大学圣地亚哥分校的重大新闻来了,研究人员设计并成功测试了3D打印的类似昆虫的软机器人。实际上,软机器人技术是机器人的一个子领域,该领域涉及由高度顺应性的材料(类似于在生物体中发现的材料)构造的机器人。使用FDM 3D打印机和标准灯丝材料(例如ABS),研究人员创造了像昆虫一样的机器人,它们便宜得多,使用方便。

软性机器人

    加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院的工程师所进行的创新来自对软机器人构建方式的重新思考:研究人员没有弄清楚如何在刚性机器人身上添加软材料,相反。他们从柔软的车身开始,并为关键部件增加了刚性。这些结构的灵感来自昆虫的外骨骼,或者说它们是如何工作的,这种外骨骼在某些地方是刚性的,而在其他地方则是完全柔性的。

软性机器人

增添昆虫般的机器人

     在标准FDM打印中,塑料丝(例如ABS或PLA)通过加热的喷嘴挤出,并沉积在平坦的打印表面上。创新的柔性骨架工艺使用Prusa i3 MK3S或LulzBot Taz 6 FDM 3D打印机将细丝直接沉积到加热的热塑性基础层上。这导致沉积材料和柔性基底之间的高粘结强度,从而产生改进的电阻。

 

    根据研究人员的说法,打印过程大约需要10分钟才能生产出一个Flexoskeleton,这可以使用市场上几乎所有3D打印机完成,所需材料不到1美元!总的来说,制造和组装功能正常的机器人只需不到三个小时。这种令人印象深刻的快速且廉价的方法还使得无需手动组装即可构建相当多的柔性骨骼机器人组,并组装整个乐高类零件库,以便在损坏或磨损时可以轻松更换机器人零件。出来。在测试过程中,完整的机器人可以达到每秒近5厘米的速度。“最终目标是创建一条无需手工组装即可打印整个柔性骨架机器人的装配线。负责该项目的圣地亚哥大学雅各布工程学院的机械工程教授尼克·格拉维什说:“一大批这些小型机器人可以自己完成一个工作,甚至可以完成一个大型机器人。”

软性机器人

    这项创新可能对不止一个行业产生重大影响–精打细算的AM技术不仅可以降低3D打印软机器人的入门成本,而且可以在例如对人类而言并不安全,例如在灾难或战区中航行。

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