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团队开发了控制软机器人驱动、冷却和能量转换的机制
2022年06月05日    阅读量:3436    新闻来源:合亚嗒资讯网  |  投稿

被称为液晶弹性体(LCE)的形状记忆聚合物在软机器人、触觉和可穿戴计算中越来越受欢迎。作为促动器,它们可以让材料收缩、膨胀、改变形状,并像生物肌肉一样工作。googletag。命令。push(function(){googletag.display('div-gpt-ad-1453799284784-2');});由于行动是通过加热和被动冷却来控制的,因此加快这些过程并提高能效对于推进工作至关重要。

卡内基梅隆大学机械工程系、人机交互研究所和机器人研究所的多学科研究团队试图通过将LCE与热电设备(TED)相结合来应对这一挑战。

合作者开发了一种软而灵活的机制,能够进行电控驱动、主动冷却和热电能转换。他们还引入了一种利用3D打印技术制造可拉伸和可弯曲热电器件的新工艺。研究结果发表在《高级材料》杂志上。

LCE-TED机构起传感器的作用鈥攁将一种形式的能量转换为另一种形式的电装置。TED薄层包含嵌入3D打印弹性体矩阵中的半导体。它采用共晶镓铟(EGaIn)液态金属连接。

TED具有两种功能,一种是加热器和冷却器,另一种是能量采集器。由于该层两侧均覆盖有LCE,因此TED可以交替加热和冷却LCE层。此外,它还可以从温度变化中获取能量。

“从余热和热梯度中回收能量的能力有助于提高主机电子设备或机器人系统的能效和寿命,”负责软机械实验室的机械工程教授CarmelMajidi说。

软机器人演示显示了LCE-TED传感器在实际应用中的优势:由于主动冷却,跟踪速度快且准确;双腿步行者朝向热源的自主“智能”机动;以及可再生能源收集。

该研究的主要作者、博士生梅森·扎丹(MasonZadan)说:“这证明了创建软机器人系统的潜力,该系统可以从周围环境的能源中获取所需的部分电力。”。

其他研究将寻求将传感器集成到软机器人的肢体中,以更充分地实现LCE-TED的潜力。这项工作的另一个方面将致力于利用无约束的软机器人平台进一步开发能量收集和控制能力。进一步探索

标签:机械应用技术中心机器人配件与装备系统及软件
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