嵌入式导电纤维用于无液体-气相过渡软执行
Hao Liu1, Changchun Wu1, Senyuan Lin1
1Department of Mechanical Engineering, The University of Hong Kong, 999077, Hong Kong.
ACS applied materials & interfaces
|May 5, 2025
概括
本研究介绍了电导纤维增强相位过渡执行器 (E-FPTA),这是一种新的无软执行器. 这些执行器可以在没有庞大的气动系统的情况下实现高应变和多功能运动,从而实现紧的机器人设计.
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
- 执行技术 执行技术
背景情况:
- 软气动执行器提供了灵巧的变形,但受到庞大而杂的气动系统的限制.
- 现有的软执行器设计往往需要复杂的外部电源和控制机制.
- 对于先进的机器人技术来说,对紧,高效和多功能软执行解决方案的需求至关重要.
研究的目的:
- 引入一种基于液气相转换的无气动力执行器设计.
- 为了证明电导纤维增强相位过渡执行器 (E-FPTAs) 对于高执行应变和可编程运动的能力.
- 探索E-FPTA在软抓手和机器人手套中的应用.
主要方法:
- 将导电纤维嵌入弹性体矩阵中,以创建灵活的加热电路和变形元件.
- 使用液态气相转换来执行,消除了对外部的需求.
- 机械编程纤维图案以实现各种运动类型 (延伸,收缩,扭曲,曲,螺旋式).
主要成果:
- 在低输入功率 (12W) 的情况下,E-FPTA实现了120%的高执行应变,与驱动执行器相比.
- 可编程的纤维图案使灵活的运动控制成为可能.
- 成功集成到一个以章鱼为灵感的软抓手,用于多模式抓取和一个没有的机器人手套,有八个独立的手指关节.
结论:
- 电子FPTA提供了一个有前途的无驱动解决方案,将软气动驱动器的大变形与电活性聚合物驱动器的简洁结构相结合.
- 这种设计为开发紧,高效和多功能软机器人系统提供了重大进步.
- 该技术为各种应用中下一代软驱动器提供了新的设计见解.
