一个基于石墨烯和米卡的光热执行器,用于小型软机器人
Ming Gu1,2, Tim J Echtermeyer1,2,3
1Department of Electrical and Electronic Engineering, University of Manchester, Manchester, M13 9PL, UK.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|February 11, 2024
概括
研究人员使用光热执行器开发了类似纸张的软机器人,以实现多功能运动. 这些用石墨烯增强的执行器可以实现可编程的形状变形和强大的机器人运动,用于先进的机器人应用.
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
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 软机器人在复杂环境中提供独特的优势,但在执行器性能,强度和系统集成方面面临挑战.
- 目前的局限性包括实现快速,可逆的2D到3D形状变形,足够的驱动力和用于实际应用的无控制.
研究的目的:
- 为了呈现机械上符合要求的,具有多种功能的纸状软机器人.
- 开发光热激活的聚合物双形驱动器,用于光驱动的形状变形和运动.
- 为了证明这些执行器在无线操纵和多功能机器人功能方面的潜力.
主要方法:
- 聚合物双形驱动器的制造,其中包括石墨烯用于光热转换和马斯科维特 mica用于刚性.
- 基于修改的蒂莫申科模型的执行器的设计和数值模拟以评估性能.
- 将执行器集成到小型软机器人中,以展示机动,抓取和的功能.
主要成果:
- 执行器表现出光驱动可编程的2D到3D形状变形和曲由于光热膨胀.
- 局部控制使活动链能够进行精确的操纵和移动.
- 在集成软机器人中展示了成功的机动 (滚动,翻转),抓取和的能力.
结论:
- 开发的光热执行器为克服软机器人的关键挑战提供了有希望的解决方案.
- 这些类似纸张的机器人展示了无线操纵和多功能应用的巨大潜力.
- 模块化设计和制造方法促进了大规模生产和软机器人技术的未来进步.
