在线液压硬度调节软机器人鱼尾,以提高推力和效率

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
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 目前的软机器人游泳者在实时度调节方面苦苦扎,以获得最佳的推力和效率.
• 现有的硬化机制缺乏与尾部驱动同步所需的带宽.
• 在软机器人中实现推进力和能源效率之间的平衡仍然是一个重大挑战.

研究的目的:

• 提出和实验验证一种用于软机器人尾巴的独立在线硬度控制的新型机制.
• 通过动态度调节来研究提升游泳性能,特别是推力和效率.
• 探索机器人游泳过程中与调制硬度相关的流体动力学和旋生成.

主要方法:

• 开发一种由流体驱动的硬化机制,使用有图案的袋子进行独立的硬度控制.
• 整合了硬化机制与一个柔软的机器人尾巴,能够启动.
• 实验测试以量化不同度条件下的推力,游泳效率和流体动力学 (形模式) 的变化.

主要成果:

• 拟议的流体驱动机制展示了高带宽和显著的刚性调节能力.
• 在线硬度控制导致推力产生和游泳效率都有可测量的改进.
• 尾部执行和刚性的优化允许为特定的机动量身定制性能,扩大推力效率帕雷托前.

结论:

• 动态,在线度调节是提高游泳软机器人的性能的一种可行的策略.
• 流体驱动硬化方法为实时控制机器人尾部硬度提供了高带宽的解决方案.
• 这项工作提供了软体液体相互作用的见解,并推进了高效,敏捷的软机器人游泳者的设计原则.