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

P-D Refractories CZ a.s. – lídr na poli žárovzdorných materiálů

P-D Refractories CZ a.s. – lídr na poli žárovzdorných materiálů

Vydáno 24.6.2022

P-D Refractories CZ a.s. je jedním z největších výrobců a dodavatelů žárovzdorných výrobků a surovin v Evropě. Na primární položky produkce, novinky a úskalí spojená s energetickou krizí a konfliktem na Ukrajině jsme se zeptali Ing. Jiřího Kyncla, generálního ředitele společnosti.     Vaší vizí jsou stále lepší výrobky a služby pro Vaše zákazníky. Můžete nám […]

Profesionálně od podlahy až po střechu

Profesionálně od podlahy až po střechu

Vydáno 24.6.2022

Polyuretanová, tedy PUR pěna je jedním z nejlehčích a nejlepších izolantů. Způsob, jakým se pěna aplikuje, řeší spoustu kritických detailů, se kterými se řemeslníci potýkají u jiných izolantů, které musí opracovat, tvarovat, spojovat či lepit. Jaké typy střech se PUR pěnou izolují? K čemu se PUR pěna používá ve filmovém a zábavním průmyslu? Jak přispívá […]

Tradiční dodavatel v netradiční době

Tradiční dodavatel v netradiční době

Vydáno 24.6.2022

Společnost Doosan Škoda Power s.r.o., výrobce parních turbín a souvisejících energetických zařízení, má za sebou dlouhou a úspěšnou historii 118 let a více než 650 dodaných strojů o souhrnném výkonu 130 GW po celém světě. Štepán Šmida, který ve společnosti působí na pozici Business Development Manager, na Dnech teplárenství a energetiky mluvil o možnostech, které […]

ESG projekty pro zdravější životní prostředí

ESG projekty pro zdravější životní prostředí

Vydáno 23.6.2022

Naše produkty vyrábíme ze surovin, které si bereme z přírody. Přetváříme je do přírodního stavebního materiálu, ze kterého umožňujeme našim zákazníkům stavět zdravé a udržitelné bydlení. Naše společnost je vedena snahou vracet přírodě, když si z ní něco bereme, a proto jsme v letošním roce zintenzivnili práci na projektech, které jsou spojené s ochranou a […]

Zobrazit Více