基于增强数字光处理的一步三维打印的多功能磁软机器人
Zhaoxin Li1, Ding Weng1, Lei Chen1
1State Key Laboratory of Tribology in Advanced Equipment, Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China.
Cyborg and bionic systems (Washington, D.C.)
|February 28, 2025
概括
研究人员开发了一种新的3D打印方法,用于创建多功能磁性软机器人. 这项技术使复合结构能够使用各种材料进行先进的运动和对象操纵.
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
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 磁性软结构为软机器人制造提供了无和响应的启动.
- 单一材料的磁性结构在实际应用中限制了多功能功能.
- 使用多种材料的复合结构对于先进的软机器人至关重要.
研究的目的:
- 开发一种增强的数字光处理 (DLP) 3D打印技术,用于制造复合磁性结构.
- 设计和打印一个软机器人,使用硬磁性和超偏磁性材料的复合材料.
- 为了展示机器人的多功能能力,包括机动和对象操纵.
主要方法:
- 使用增强的数字光处理 (DLP) 3D打印技术进行单步,多材料打印.
- 制造了一个由硬磁性和超对磁性材料组成的软机器人.
- 研究了高频磁场下的热效应和磁域可编辑性.
- 评估机车行为 (爬行,滚动,游泳) 和环境导航.
主要成果:
- 通过DLP技术,在单个步骤中成功打印了复合磁性结构.
- 打印的软机器人表现出爬行 (0.31 BL/s),滚动 (1.88 BL/s) 和游泳 (0.14 BL/s) 的能力.
- 机器人展示了地形导航,跨越障碍物,定向运动,以及物体捕获/运输.
- 游泳表现在低雷诺兹数,高粘度环境中得到验证,与模拟保持一致.
结论:
- 新的DLP 3D打印技术使得复杂,多功能磁性软机器人的创作成为可能.
- 复合磁性结构为先进的软机器人设计和应用开辟了新的途径.
- 这项技术具有制造各种任务的复杂软机器人的巨大潜力.
