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压缩变形锥体:新研究揭示了软机器人致动器的惊喜

本站发布时间:2023-11-21 13:16:06

剑桥大学的工程师们在研究由软材料制成的外壳的承载能力时,发现了性能限制漏洞测试,这可能与机器人技术有关——影响了锥形外壳执行基本机械任务的能力

在ftrobotics中,组件被设计成可变形、可压扁、可弯曲的,并且经过多次的元件、机构、机器和致动器——将能量转化为机械力的设备——作为执行机械任务的构建块这种建筑锁的例子包括可以抓取、拉动、推动、泵送、扭转等的软材料

剑桥大学领导的一项新研究首次计算了电子液晶弹性体(LCE)外壳的强度LCE是一种适用于机器人的重型变形材料

剑桥大学工程系和科罗拉多大学的研究人员结合理论、数字和实验,研究了薄的、变形的LCE薄膜的输送、装载和包装,这些薄膜的重量增加了数千倍他们的研究结果发表在PhysicalReviewLetters杂志上,并附在PhysicsMagazine

用于机器人的软元件是由薄材料制成的,因此其机械作用可以基于材料的纯弯曲或拉伸前者较弱;电池很强,一个由扁平LCE板制成的示例在这个过程中变成了一个锥形和一个巨大的重量

剑桥大学工程系博士研究生、该研究的作者DanielDuffy说:“我们的工作是第一次计算和了解壁锥的强度。当然,这对可能使用变形锥作为动力执行器的软机器人的设计人员来说很重要。”

“然而,我们的发现暴露了薄锥体的强度较弱,当被压缩时,薄锥体在外基层中主要变形。这会在之前预测的较小载荷下消除屈曲。”

标题:“更广泛地说,我们的工作揭示了一些基本原理的关键,即对锥体以外的一般结构的期望。我们发现,自由无阻尼的结构可以以惊人的方式大大削弱结构,并且它可以影响变形锥体的许多机制,包括与软机器人无关的结构。”


来源:

Materials provided by
University of Cambridge. The original text of this story is licensed under a Creative Commons License.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Daniel Duffy, Joselle M. McCracken, Tayler S. Hebner, Timothy J. White, John S. Biggins.
    Lifting, Loading, and Buckling in Conical Shells. Physical Review Letters, 2023; 131 (14) DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.148202

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