一个两完全柔软的厘米尺度迷你爬行机器人,由电液流体动力能量驱动
Quan Xiong1, Xuanyi Zhou1, Dannuo Li1
1Department of Biomedical Engineering, National University of Singapore, 15 Kent Ridge Cres, Singapore, 119276, Singapore.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|February 2, 2024
概括
这项研究介绍了一种完全软的微型爬行机器人,由流体运动能量提供动力. 为速度和机动性进行了优化,为在封闭和水下环境中的任务提供了更强大的稳定性.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 流体动力学 流体动力学
背景情况:
- 微型机动机器人对于搜索和救援等狭窄空间的任务至关重要.
- 软机器人在地形适应性和安全性方面具有优势.
- 现有的软机器人往往缺乏速度和强大的机动性.
研究的目的:
- 开发一种由流体运动能量驱动的全软,厘米尺寸的爬行机器人.
- 为了优化机器人设计和电液驱动器,以提高性能.
- 为了展示水下运动和提高机动性.
主要方法:
- 设计了一个柔软的微型爬行机器人,使用电液动力驱动器来获得流体运动能量.
- 优化操作电压和设计参数,以提高爬行速度.
- 集成软,防水皮肤用于水下应用和可重新配置的电极为2-DOF运动.
主要成果:
- 实现了平均爬行速度为16mm/s.
- 优化的机器人尺寸为5厘米×5厘米×6毫米,重量为6.3克.
- 证明了~3°/s的转速与两个机器人并行和2-DOF转移运动增强机动性.
结论:
- 开发的全软机器人实现了高爬行速度,强度和恢复能力.
- 机器人的设计适合在封闭和水下环境中进行移动和驱动.
- 软机器人的这一进步对复杂的勘探和救援任务具有前景.
相关概念视频
01:29Hydraulic Jump
A hydraulic jump is a sudden rise in fluid depth in open channels, occurring when high-velocity (supercritical) flow transitions to low-velocity (subcritical) flow. This phenomenon requires an upstream Froude number greater than 1, as flows with Fr1<1 remain subcritical, making a hydraulic jump impossible due to the need for negative head loss, which violates thermodynamic principles.The characteristics of a hydraulic jump depend on the upstream Froude number and are classified as...
01:16Hydraulic Jump: Problem Solving
To analyze a hydraulic jump in a rectangular channel with a flow speed of 6 meters per second, follow these steps:Calculate Effective Upstream Velocity:When the downstream gate closes, a hydraulic jump forms, traveling upstream at 2 meters per second. This wave speed combines with the initial channel flow velocity, creating an effective upstream velocity.Identify Flow Velocities Before and After the Hydraulic Jump:Upstream of the hydraulic jump, the effective flow velocity includes both the...