Tato technika urychluje tepelnou aktivaci pro měkkou robotiku

Vydáno 14.12.2021 Věda

Vědci ze Státní univerzity v Severní Karolíně přišli s novým designem termopohonů, které lze použít k vytvoření rychlého pohybu v měkkých robotických zařízeních. Použití tepelného ovládání není pro měkké roboty novinkou, ale největší výzvou pro měkké tepelné aktuátory bylo, že byly relativně pomalé. Odpovídající autor článku Yong Zhu a Andrew A. Adams, významný profesor strojního a leteckého inženýrství na NC State tvrdí, že oni je udělali rychlé. 

Shuang Wu, první autor článku a Ph.D. student na NC State řiká: „To, co dělá nový návrh pohonu funkčním, je konstrukce s bistabilním designem. Přemýšlejte o sponě do vlasů. Je stabilní, dokud neaplikujete určité množství energie (ohnutím), a pak zaklapne do jiného tvaru – který je také stabilní.“ V případě nového termopohonu je materiál bistabilní, ale jaký tvar materiál preferuje, je dán teplotou. 

Zde je návod, jak to funguje. Vědci vrství dva materiály na sebe, uprostřed se stříbrnými nanodrátky. Tyto dva materiály mají různé koeficienty tepelné roztažnosti, kdy se při zahřívání roztahují různou rychlostí. V praxi to znamená, že se konstrukce při zahřívání ohýbá. Tento vrstvený materiál je poté vytvarován do tvaru, který mu dává výchozí zakřivení v jednom směru – řekněme, že se zakřivuje dolů. Když se na stříbrné nanodrátky přivede napětí, materiál se zahřeje a ohne v opačném směru. Jakmile dosáhnete určité teploty – kritické teploty – materiál zapadne do svého nového výchozího tvaru a rychle se zakřiví. Po odpojení napětí se teplota opět sníží. Jakmile se ochladí nad jinou kritickou teplotu, materiál se vrátí do původního výchozího tvaru a rychle se zakřiví dolů. Za povšimnutí stojí, že dvě kritické teploty jsou různé; první je vyšší. Přivedením proudu na nanodrátky v pravidelném vzoru můžete materiál přimět k cvakání tam a zpět.

Aby vědci tuto techniku ​​demonstrovali, vytvořili dva prototypy. Jeden z prototypů napodobuje chování mucholapky Venuše, zatímco druhý „plazák“ je schopný pohybovat se o více než jednu délku těla za sekundu. „Potenciální aplikace sahají od biomedicínských aplikací přes protetická zařízení až po špičkovou výrobu. Jakákoli aplikace, ve které se chcete rychle pohybovat, ale zároveň se chcete vyhnout tuhým materiálům a konvenční robotice,“ říká Zhu.

Další kroky zahrnují vývoj senzorů a kontrolních mechanismů, které by mohly plně automatizovat proces ovládání a umožnit mu pracovat efektivněji než čistě manuální ovládání. „Máme také zájem prozkoumat další možné materiály, abychom mohli doladit tepelné a mechanické vlastnosti,“ říká Zhu. „To by nám mohlo umožnit přizpůsobit rychlost a sílu ovladače.“

Článek „Fast Thermal Actuators for Soft Robotics“ je publikován v časopise Soft Robotics. (lj)

Zdroj: TechXplore

 

 

 

Zadejte e-mailovou adresu

a nic ze Světa průmyslu vám už neunikne!

Vaše osobní údaje budeme zpracovávat pouze za účelem zasílání newsletterů, a to v souladu s platnou legislativou a zásadami ochrany osobních údajů. Svůj souhlas se zasíláním a zpracováním osobních údajů můžete kdykoli odvolat prostřednictvím odhlašovacího odkazu v každé kampani.

Rozhovory

Deset let prototypování automatizační firmy budoucnosti

Deset let prototypování automatizační firmy budoucnosti

Vydáno 15.12.2021

ICE Industrial Services letos slaví desetileté výročí své existence. Firma projekty realizuje ve třiceti zemích světa a spolupracuje s globálními společnostmi. Nyní přináší automatizaci i do stavebnictví.  „Lidé nejsou stroje a automatizace je jediná cesta, jak je přestat ničit těžkou prací,“ říká zakladatel a ředitel žďárské společnosti Tomáš Vránek.  Vy jste poměrně mladý člověk, který […]

Ekologická varianta zámkové dlažby

Ekologická varianta zámkové dlažby

Vydáno 15.12.2021

Společnost Semmelrock Stein + Design dlažby s.r.o. nabízí svým zákazníkům volnost a prostor ve své realizaci. V letošním roce se integrovala do společnosti Wienerberger a představila novinku ekologické zámkové dlažby. Zeptali jsme se Petra Magdy, jednatele společnosti. Vy nabízíte široké spektrum produktů. Můžete je představit? Okolí našich domovů je v dnešní době vnímáno mnohem více jako […]

Tisk 3D plastů dobývá průmysl

Tisk 3D plastů dobývá průmysl

Vydáno 16.11.2021

Plastový 3D tisk patří mezi ty technologie Průmyslu 4.0, kterým se v minulosti nedostávalo tolik pozornosti. V současné době však prudce dohání tempo a nachází své nezastupitelné místo v průmyslu. Tuto pozici si nevydobyl náhodou – dokazují to i příklady jeho využití z výroby ŠKODA AUTO. Jaké je hlavní využití 3D tisku plastů ve výrobních podnicích? Kam směřuje jeho […]

Magnety jsou pojítkem, prodáváme efektivitu

Magnety jsou pojítkem, prodáváme efektivitu

Vydáno 8.11.2021

Společnost WALMAG MAGNETICS s.r.o. bude letos slavit, a to hned dvakrát. ,,Finanční rok sice skončil, ale už teď máme zásoby objednávek na rekordních číslech a stále přibývají. Budeme tedy pokračovat v tom, co děláme,” říká Filip Šejba, spolumajitel společnosti.  Můžete nám představit vaše produkty, případně o které je v současnosti největší zájem? Již více než 30 […]

Zobrazit Více