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Mechanical Systems01:22

Mechanical Systems

209
Mechanical systems are analogous to to electrical networks where springs and masses play similar roles to inductors and capacitors, respectively. A viscous damper in mechanical systems functions similarly to a resistor in electrical networks, dissipating energy. The forces acting on a mass in such systems include an applied force in the direction of motion, counteracted by forces from the spring, a viscous damper, and the mass's acceleration. This interplay of forces is mathematically...
209
Electro-mechanical Systems01:19

Electro-mechanical Systems

973
Electromechanical systems are intricate configurations that effectively combine electrical and mechanical elements to achieve a desired outcome. Central to many of these systems is the DC motor, a device that converts electrical energy into mechanical motion, enabling various applications ranging from simple fans to complex robotic mechanisms.
A key component of the DC motor is the armature, a rotating circuit positioned within a magnetic field. As an electric current passes through the...
973
Open and closed-loop control systems01:17

Open and closed-loop control systems

761
Control systems are foundational elements in automation and engineering. They are broadly categorized into open-loop and closed-loop systems. These classifications hinge on the presence or absence of feedback mechanisms, significantly influencing the system's performance, complexity, and application.
An open-loop control system operates without feedback from the output. It consists of two primary elements: the controller and the controlled process. The controller receives an input signal...
761
Single Pipe Systems01:24

Single Pipe Systems

151
In pipe flow analysis, problems are typically categorized into three types — Type I, Type II, and Type III — based on the known parameters and the desired outcome. Each type of problem addresses specific engineering requirements using fluid properties, pipe characteristics, and operational conditions.
In a Type I problem, fluid properties (density and viscosity), pipe characteristics (including diameter, length, and surface roughness), and the flow rate or average velocity are...
151
Laminar Flow: Problem Solving01:24

Laminar Flow: Problem Solving

190
Laminar flow occurs when a fluid moves smoothly in parallel layers with minimal mixing and turbulence. In fluid mechanics, ensuring laminar flow within a pipe is essential for precise control of flow characteristics, especially in engineering applications. The key factor in determining whether flow remains laminar is the Reynolds number, a dimensionless quantity that depends on the fluid's velocity, density, viscosity, and the pipe's diameter. A Reynolds number of 2100 or lower...
190

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複合システムとロボットの視覚制御ジェット

Thomas J K Buchner1, Simon Rogler1, Stefan Weirich1

  • 1Soft Robotics Lab, D-MAVT, ETH Zurich, Zurich, Switzerland.

Nature
|November 16, 2023
PubMed
まとめ

視覚制御によるジェットは 複雑で機能的なシステムの 迅速で自動化された製造を可能にします この高度なインクジェット処理により 高解像度ロボットや 材料の性質が異なる構造が作られます

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科学分野:

  • ロボット工学と高度な製造
  • バイオミメティック工学
  • 材料科学

背景:

  • 自然生物の複雑な構造と機能を合成的に再現することは重要な目標です.
  • 従来の製造方法では,高解像度,多素材のアクチュエートされたシステムを調節可能な弾性特性で製造することが制限されています.
  • 統合されたアクチュエーションとセンシングを備えた機能的なシステムの自動化,迅速な製造は依然として課題です.

研究 の 目的:

  • 複雑なシステムやロボットを製造するための 視覚制御による噴射という 新しいインクジェット処理を導入します
  • 材料の特性や高解像度の多様性を生み出すために 伝統的な製造の限界を克服する.
  • 機能的なマルチマテリアルシステムの自動化,スケーラブル化,および高通量生産を可能にします.

主な方法:

  • 3Dプリントのジオメトリをキャプチャするためのスキャニングシステムとインクジェット処理を使用しました.
  • デジタルフィードバックループを導入し,機械的な平面化器の必要性を排除しました.
  • 幅広い材料と弾性モジュールを収納するために,継続的に固化化学を用いた非接触印刷を使用しています.

主要な成果:

  • 多様な高解像度の複合システムとロボットを成功裏に製造しました 動手,歩行マニピュレーター,心臓を模倣するポンプなどです
  • 弾性モジュールの広い範囲で材料を印刷する能力を示しました.
  • 標準化されたテストで材料の性能の向上を特徴づけた.

結論:

  • ビジョン制御ジェッティングは,複雑で機能的なマルチマテリアルシステムの製造のための自動化された,スケーラブルで高通量ソリューションを提供します.
  • 無接触でフィードバック制御されたプロセスは,添加物製造における材料統合と解像度の可能性を拡大します.
  • この技術により 自然界の生物を 模倣する能力を有する 合成駆動システムの開発が進んでいます