基于增材制造的双腿机器人联合液压驱动单元的流通道上的生物设计和优化
Zhipeng Huang1, Chenhao Du1, Chenxu Wang1
1School of Mechanical Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|January 22, 2024
概括
研究人员通过模仿血管系统,优化了双腿机器人的液压驱动单元 (HDU) 流通道. 这种生物设计显著减少了压力损失,提高了机器人的效率和性能.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 流体动力学 流体动力学
- 生物模拟学是一种生物模拟学.
背景情况:
- 联合液压驱动单元 (HDU) 对于高性能腿式机器人运动至关重要.
- 液压流通道设计直接影响执行器性能和整体系统效率.
- 传统的流通道加工方法在优化方面存在局限性.
研究的目的:
- 为了优化联合HDU流通道设计,以减少压力损失.
- 引入一种由心血管系统启发的新生物流通道.
- 为了比较生物流通道与传统设计的性能.
主要方法:
- 液压流通道设计灵感来自动脉静脉布局.
- 计算模拟以确定最佳的血管分支半径和角度.
- 使用增材制造用于实验验证的流通道的制造.
- 在线性,可变的过度半径,贝塞尔曲线和生物流通道中的压力损失的比较分析.
主要成果:
- 模拟确定了血管灵感流通道设计的最佳参数.
- 增材制造使得创建和测试新的生物流通道成为可能.
- 与传统设计相比,生物流通道显示压力损失减少了40%以上.
- 经验证据证实了生物通道在最大限度地减少压力损失方面的卓越有效性.
结论:
- 生物流通道设计在减少联合HDU内部的压力损失方面取得了重大进展.
- 这种方法为开发具有高功率-重量比率的节能腿式机器人提供了新的途径.
- 这些发现支持将仿生原理纳入液压系统设计中,以提高机器人的性能.
