作者:陈彬 刘晓艳 来源: 中国科学报 发布时间:2021-1-22
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天津大学
研发软性机器人3D打印新方法

 

本报讯(记者陈彬 通讯员刘晓艳)一只灵巧的“尺蠖”牢牢抓住圆形管,在一伸一缩中蜿蜒前行。它其实是一款采用了新型模块化柔性驱动方法,可以用3D打印机直接“打印”出来的软性机器人。日前,这一由天津大学团队研发的成果在线发表于《美国电气电子工程师学会机器人和自动化快报》。

天津大学机械工程学院左思洋、刘建彬课题组提出了一种基于薄膜气缸的新型模块化柔性驱动方法,根据具体应用改变排列组合方式以及合理布置连接方案,将其应用于人工肌肉和管道爬行机器人中。该方法基于一次3D打印成型的制造技术,省掉了传统机电设备加工制造中的装配流程,大幅降低了驱动模块的制造成本和周期。

“每一个薄膜气缸就好比人体的一小块肌肉,或者爬虫的一个‘节’,只不过是用热塑性聚氨酯材料做的。”刘建彬解释说。

课题组首先提出了一种新型气动人工肌肉,可应用于柔性外骨骼等人机交互装备的驱动中。气动即以压缩空气为动力源,带动机械完成伸缩或旋转动作。与传统气动人工肌肉相比,该设计最突出的特点是不会产生厚度方向的膨胀,从而避免了对人体的挤压。

此外,课题组还提出了一种新型气动管道爬行机器人,可应用于工业管道设施的检查和实时监控。该管道爬行机器人采用仿生尺蠖原理,通过巧妙布置薄膜气缸单元之间的连接,实现机器人在管道内、外壁面爬行。柔性驱动方式的应用使该机器人能够适应大范围管道直径的变化,同时机器人可承受自重80倍以上负载。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1109/LRA.2020.3047795

《中国科学报》 (2021-01-22 第4版 综合)
 
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