软多功能双稳面料机制,用于无电子自主机器人
Dezhi Yang1, Miao Feng1, Jianing Sun1
1Robotics Institute and State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration, School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China.
Science advances
|January 31, 2025
概括
这项研究介绍了双可塑性织物机制 (BFMs),该机制集成了软执行器和门,使无电子气动机器人成为可能. 这些BFM为先进的软机器人应用提供自主控制和执行.
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
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 气动软机器人具有巨大的潜力,但通常需要复杂的电子设备来控制压力.
- 将驱动和控制集成到单个软模块中,是软机器人技术的一个重大挑战.
研究的目的:
- 为无电子自主软机器人开发一种新型的可二元化织物机制 (BFMs).
- 展示BFM用于气动控制和计算的集成执行和门功能.
主要方法:
- 制造BFMs使用两个粘合面料室与嵌入式管道来实现可视化稳定性和受控的扭曲.
- 描述BFM性能,包括曲执行速度,压力调节,气动逻辑和振荡频率.
- 将BFM集成到软机器人系统中,例如抓手和爬行器,由单一的空气供应提供动力.
主要成果:
- BFM 具有快速曲执行 (>1166° s-1),开/关和连续压力调节,以及气动逻辑功能.
- 使用BFMs实现了高达4.6Hz的自主振荡启动.
- 展示的应用包括用于动态抓取的软抓手和能够自主跳跃的软爬虫.
结论:
- BFM成功地将软双可变执行器和门合并,使无电子自主软机器人成为可能.
- 开发的BFM为先进的气动控制和执行提供了多功能功能.
- 这项工作向完全软,自主机器人系统的方向迈出了重大进展.
