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创想三维:3D打印机为连续软体机器人提升1.3千克重量

http://www.b2b.hc360.com 中国金属加工网 信息来源:Author发布时间:2019年05月13日浏览:611

日常生活中我们一提起机器人,就会联想到一些拟人化机器人,如C-3PO机器人、杰森斯机器人和女仆Rosie机器人等。但机器人并不总是以仿造人类的形式出现,以连续型机器人为例,他们在航空航天、机器人手术和炸弹处理方面同样也为人类做出过重大贡献。

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C-3PO机器人

以下这些细长机器也称为蛇形机器人,它可以把身体弯曲成光滑的曲线。

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连续体节段,每对椎骨之间有一个柔软的“铰链”,可提高扭转刚度

这些章鱼式手臂通常通过电缆移动,所述电缆从肢体的基部产生力,然后将其传递到整个臂的不同附接点。这为机器人提供了移动和扭转所需的移动性和扭矩。所有这一切都由电动机执行器提供动力,当然它也可以控制蛇形机器人的高度。

这些蛇形机器人面临的一个挑战是执行器位于弯曲部分的设计。以牺牲强度和速度为代价提供灵活性和扭转。想要开发出更坚固的机器人,机器人的刚性问题是研究人员必须要解决的问题。而使用精密工程解决这个问题的成本又很高昂,所以利兹大学的一组研究人员希望通过3D打印机来减轻这种影响。

利兹队的设计:

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用于测试段设计的电机,线轴和互锁椎骨布置

在最近的一项研究中,研究人员的目标是创建一个具有广泛实用性的3D打印连续体机器人片段。为了提供更强的抗扭刚度,他们选择沿着连续的柔性骨架(如标准蛇形机器人)使用等间距的“椎骨”段。这些节段有助于引导移动臂的四个肌腱,同样也可以彼此互锁以产生刚性。

借助3D打印机,可以快速打印不同版本设计的迭代。用多材料3D打印机预先组装打印每个椎骨段。Tango +材料包括柔软,柔韧的骨架和更加坚硬的维罗材料,这些材料构成了椎骨本身。实际上,设计还有一个集中的孔可以提供吸力。

力量测试:

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分段测试安装,增加的重量被添加到尖端。

该团队决定采用两种设计来测试提升能力。为了测试臂的各个部分,每个部分都水平安装在所述钻机上。测试从两个不同的起始位置开始:一个完全垂直,激活一个臂的电机; 另一个垂直旋转45度,激活两个电机。

该测试从该段的最低运动极限开始,重量垂直提升尽可能高。令人兴奋的是,该团队的V 1.2设计使两个电机都能够承载1300g(1.3kg / 2.86lbs)的最大有效载荷。对于此配置,最大有效负载下的平均速度为每秒10度。同样,互锁椎骨设计的性能也令人鼓舞,因为它在负载下可预测地执行。

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四种不同节段配置的扭转提升测试结果

虽然与传统制造的工业机器人相比,1.3千克可能看起来微不足道,但这可能是使用3D打印机最优越的第一步。为了达到这一点,利兹团队正在寻求将这些个别细分市场联系起来,使其更加干练。

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