有效的在线性能调制和高效的连续准备超长扭曲和卷轴聚合物人工肌肉工程应用程序的有效的在线性能调制和高效的连续准备
Qingwei Li1, Mingxing Cheng2, Mengjie Wu1
1Beijing Advanced Innovation Center for Intelligent Robots and Systems, School of Mechatronical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing, China.
Soft robotics
|January 8, 2024
概括
研究人员开发了一种高效的方法来制造可调节,超长的扭曲和卷曲聚合物 (TCP) 人造肌肉. 这一突破使得先进软机器人应用的按需准备和大规模组装成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 人工肌肉模仿生物肌肉在柔软的机器人中起作用.
- 电气控制的扭曲和卷轴聚合物 (TCP) 肌肉提供了诸如高功率密度和无电解质操作等优势.
- 目前的局限性包括准备参数与性能之间的不清楚关系,耗时的制造,以及无法产生超长肌肉.
研究的目的:
- 建立TCP人工肌肉性能和准备参数之间的关系.
- 开发一种高效的方法,以按需准备和连续制造超长TCP肌肉.
- 为了实现软机器人应用程序的TCP人工肌肉的设计和大规模组装.
主要方法:
- 研究并建模了TCP肌肉激活性能和准备参数之间的关系.
- 开发了一种高效的制备方法,采用了一步火技术.
- 使用耐热薄膜进行长肌肉的图形组装.
主要成果:
- 在准备参数和TCP肌肉性能之间建立了明确的关系,允许定制设计.
- 开发了一种新的,高效的在线性能调节和超长TCP肌肉的连续制造方法.
- 成功设计和生产了各种软机器人 (蝶,花,海星),使用制造的肌肉进行生物运动.
结论:
- 实现了高效的按需准备和超长TCP人工肌肉的大规模组装.
- 在软机器人领域为TCP人工肌肉的工程应用奠定了基础.
- 展示了创建复杂,功能柔软机器人的潜力,具有可调节的人工肌肉.
