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微型攀爬机器人亮相

2022-12-16 09:33:13  来源 : 中国小康网


        警用装备网讯: 近日,清华大学航天航空学院研制出一种微型攀爬机器人(9.420, -0.08, -0.84%),能在不同形貌表面攀爬,还可以在两种不同表面之间过渡。



  受浮游生物水螅多种运动步态的启发,研究人员通过对可变刚度“智能关节”的控制,实现了机器人在步进、“翻筋斗”前进和翻转过渡三种运动步态之间的按需切换。最终,机器人可以在不同材质、不同粗糙度、不同形貌墙面攀爬,并在两种不同墙面之间过渡。



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  研究人员提出了电压驱动3D软致动器的设计策略和制造技术,该技术可以在小尺度下、在不同配置之间可逆地变形。这些发展为软微型机器人提供了路线,可以根据需要改变其3D形状,演示了其能够在平面和曲面上攀爬并在不同表面之间转换,可以经历各类管道、齿轮等曲面结构,并且能够通过指令到达指定位置进行故障检测等任务。



  这项研究的课题组成员张一慧介绍,“解锁”了这一新技能后,该微型软体攀爬机器人可进入一些狭窄、复杂的环境中,代替人类执行探测等作业任务。例如在飞机发动机、炼油机等复杂系统中的勘探和检测方面具有巨大潜力。



  新的研究开发了具有定制3D配置和主动刚度调节的电压驱动软小型致动器。在力学建模的指导下,液晶弹性体(LCE)中的编程应变分布和屈曲驱动3D组件的组合允许在毫米尺度(从1到10mm)下进行电压驱动的复杂3D到3D形状变形(弯曲角度>200°),这是以前无法实现的。这些软致动器能够开发出可变形的电粘性脚垫,该脚垫能够适应不同的曲面和刚性可变的智能关节,从而在单个微型机器人中实现不同的运动步态,能够在多平面环境下前进,到达指定位置。




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