3D打印軟機器人可用于人工肌肉
一只聰明的"蟲"緊緊抓住圓管，通過一次伸展和一次收縮，蜿蜒前行。事實上，這種柔性的"臭蟲"是天津大學研究員左思洋和劉建斌的研究小組開發(fā)的一種新的模塊化柔性驅動方法3D"打印"打印"，可用于人工肌肉和管道爬行機器人。研究結果于1月初在美國電氣和電子工程師學會的快寶、機器人和自動化公司在線發(fā)表。
柔性機器人由于其高度的靈活性和安全性，近年來受到越來越多的關注。3D打印的優(yōu)點是可以同時形成復雜的形狀和結構，不需要后續(xù)加工。無裝配打印結構是三維打印技術在軟機器人制造中的典型應用。
左思揚和劉建斌研究小組提出了一種基于薄膜圓筒的模塊化柔性驅動方法，該方法可根據具體應用情況應用于人工肌肉和管道爬行機器人，改變布置組合方式，合理布置連接方案。
每個薄膜圓柱體就像人體的一小塊肌肉，或者說是一條爬行動物的‘部分’，只是由熱塑性聚氨酯制成的。劉建斌解釋說，如果把新的薄膜圓筒結構與基本的肌肉單元進行比較，根據不同的應用要求，這些單元的組合就像將肌肉單元連接成一個整體肌肉，然后將其應用于不同的場景。
整個"肌肉"制造過程采用三維打印技術，節(jié)省了傳統(tǒng)機電設備加工制造中的裝配過程，大大降低了驅動模塊的制造成本和周期，具有氣耗低、動態(tài)響應高、可靠性高、對應用場景適應性強等特點。
基于這一思想，研究組首次提出了一種新型氣動人工肌肉，可用于柔性外骨骼等人機交互設備的驅動。氣動是以壓縮空氣為動力源，驅動機械完成伸縮或旋轉動作。與傳統(tǒng)的氣動人工肌肉相比，該設計最突出的特點是不會產生厚度方向的膨脹，從而避免人體的擠壓。
此外，研究組還提出了一種新型氣動管道爬行機器人，可用于工業(yè)管道設施的檢測和實時監(jiān)測。管道爬行機器人采用仿生蠕動原理，巧妙地安排薄膜圓筒單元之間的連接，實現機器人在管道內外壁的爬行。柔性驅動方式的應用使機器人能夠適應大范圍內管徑的變化，能夠適應直管、彎管、豎直管、水平管和各種角度傾斜管的應用場合。同時，機器人可以承受自己重量的80多倍。
在氣動方法的驅動下，軟機器人只能用長的氣管尾巴工作。如果將傳感器集成到該裝置中，就可以去除氣管尾，使機器人更加獨立和精巧。
