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3D資訊
首頁(yè) > 資訊中心開發(fā)山東3D打印氣動(dòng)模塊，利用氣壓控制軟體機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)
發(fā)布時(shí)間：2024-02-05
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夠執(zhí)行傳統(tǒng)機(jī)器人無(wú)法完成的任務(wù)。這些軟機(jī)器人可用于難以進(jìn)入的地形以及暴露于化學(xué)物質(zhì)或輻射的環(huán)境中，這些化學(xué)物質(zhì)或輻射會(huì)損害由金屬制成的電子控制機(jī)器人。這要求這種軟機(jī)器人無(wú)需任何電子設(shè)備即可控制，這仍然是開發(fā)中的一個(gè)挑戰(zhàn)。
作為更復(fù)雜控制系統(tǒng)的一個(gè)例子，研究團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了一種無(wú)電子飲料分配器
弗萊堡大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已開發(fā)出3D打印的氣動(dòng)邏輯模塊，僅使用氣壓即可控制軟機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。這些模塊可以實(shí)現(xiàn)氣流的邏輯切換，從而可以模擬電氣控制。
這些模塊首次使得完全在使用傳統(tǒng)長(zhǎng)絲打印材料的3D打印機(jī)中生產(chǎn)靈活且無(wú)電子的軟機(jī)器人成為可能。
該團(tuán)隊(duì)由Stefan Conrad 博士、Falk Tauber 博士、Joscha Teichmann 和 Thomas Speck教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在《Science Robotics》上發(fā)表了這一成果。
Conrad 表示：“我們的設(shè)計(jì)使任何具有3D打印經(jīng)驗(yàn)的人都可以生產(chǎn)此類邏輯模塊，并使用它們來(lái)控制軟機(jī)器人，而無(wú)需高端打印設(shè)備?！?“這標(biāo)志著朝著完全無(wú)電子氣動(dòng)控制電路邁出的重要一步，可以取代未來(lái)軟機(jī)器人中日益復(fù)雜的電氣元件?！?/span>
模塊可以執(zhí)行布爾運(yùn)算并有針對(duì)性地將氣流引導(dǎo)到運(yùn)動(dòng)元件中
該模塊由兩個(gè)加壓室組成。這些室之間有一條3D打印通道。通過(guò)壓縮通道，膨脹室可以阻止其中的氣流并像閥門一樣對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)。
通過(guò)有針對(duì)性地打開和關(guān)閉閥門，模塊可以以類似于電路的方式執(zhí)行布爾邏輯功能 AND、OR 和 NOT，并將氣流引導(dǎo)到軟體機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)元件中。各個(gè)模塊執(zhí)行哪種功能取決于施加氣壓的腔室。
根據(jù)所選材料的不同，模塊可以在80至750千帕以上的壓力下運(yùn)行。與其他氣動(dòng)系統(tǒng)相比，它們的響應(yīng)時(shí)間約為100毫秒。
應(yīng)用范圍廣泛
“這些模塊的潛在應(yīng)用是巨大的。我們開發(fā)了一種靈活的3D打印機(jī)器人步行器，由集成電路使用氣壓控制。邏輯模塊的靈活性體現(xiàn)在該步行器甚至可以承受負(fù)載一輛汽車駛過(guò)它，”陶伯說(shuō)。
“作為更復(fù)雜控制系統(tǒng)的一個(gè)例子，我們還開發(fā)了一種無(wú)電子飲料分配器。”
作為更復(fù)雜控制系統(tǒng)的一個(gè)例子，研究團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了一種無(wú)電子飲料分配器
弗萊堡大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已開發(fā)出3D打印的氣動(dòng)邏輯模塊，僅使用氣壓即可控制軟機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。這些模塊可以實(shí)現(xiàn)氣流的邏輯切換，從而可以模擬電氣控制。
這些模塊首次使得完全在使用傳統(tǒng)長(zhǎng)絲打印材料的3D打印機(jī)中生產(chǎn)靈活且無(wú)電子的軟機(jī)器人成為可能。
該團(tuán)隊(duì)由Stefan Conrad 博士、Falk Tauber 博士、Joscha Teichmann 和 Thomas Speck教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在《Science Robotics》上發(fā)表了這一成果。
Conrad 表示：“我們的設(shè)計(jì)使任何具有3D打印經(jīng)驗(yàn)的人都可以生產(chǎn)此類邏輯模塊，并使用它們來(lái)控制軟機(jī)器人，而無(wú)需高端打印設(shè)備?！?“這標(biāo)志著朝著完全無(wú)電子氣動(dòng)控制電路邁出的重要一步，可以取代未來(lái)軟機(jī)器人中日益復(fù)雜的電氣元件?！?/span>
模塊可以執(zhí)行布爾運(yùn)算并有針對(duì)性地將氣流引導(dǎo)到運(yùn)動(dòng)元件中
該模塊由兩個(gè)加壓室組成。這些室之間有一條3D打印通道。通過(guò)壓縮通道，膨脹室可以阻止其中的氣流并像閥門一樣對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)。
通過(guò)有針對(duì)性地打開和關(guān)閉閥門，模塊可以以類似于電路的方式執(zhí)行布爾邏輯功能 AND、OR 和 NOT，并將氣流引導(dǎo)到軟體機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)元件中。各個(gè)模塊執(zhí)行哪種功能取決于施加氣壓的腔室。
根據(jù)所選材料的不同，模塊可以在80至750千帕以上的壓力下運(yùn)行。與其他氣動(dòng)系統(tǒng)相比，它們的響應(yīng)時(shí)間約為100毫秒。
應(yīng)用范圍廣泛
“這些模塊的潛在應(yīng)用是巨大的。我們開發(fā)了一種靈活的3D打印機(jī)器人步行器，由集成電路使用氣壓控制。邏輯模塊的靈活性體現(xiàn)在該步行器甚至可以承受負(fù)載一輛汽車駛過(guò)它，”陶伯說(shuō)。
“作為更復(fù)雜控制系統(tǒng)的一個(gè)例子，我們還開發(fā)了一種無(wú)電子飲料分配器。”