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Weiche Roboter, die durch kochendes Wasser angetrieben werden
Der weiche Aktuator verwendet kochendes Wasser, um sich zu bewegen.Es funktioniert ohne Pumpen oder Hochspannung und wird in Robotern für die Verwendung realer Welt verwendet.
Forscher der Universität von Coimbra haben einen neuen weichen Aktuator gemacht, der kochendes Wasser verwendet, um Bewegung zu schaffen.Es verwandelt Wasser mit einer kleinen Heizung in Dampf, die Druck aufbaut und weiche Teile bewegt.Diese Methode ist einfach, stark und leicht zu skalieren.Es benötigt keine großen Luftpumpen, speziellen Materialien oder Hochspannung.Es kann auf nur 24 Volt laufen, mit über 50 Newtons Kraftschub und schneller Druck bei 100 kPa pro Sekunde aufbauen.
Warum Wasser?
Wasser wurde ausgewählt, weil es sicher, weit verbreitet ist und gut mit Hitze funktioniert.Obwohl Wasser mehr Energie benötigt, um zu verdampfen, wurde gezeigt, dass dieses Merkmal bei der Messung der Leistung hilft.Es ermöglicht auch zukünftige Verbesserungen, wenn die Sicherheit gewartet werden kann.Bei den Tests bewegten sich die mit Silikon hergestellten Aktuatoren auf Wasserbasis schneller und dauerten über tausend Zyklen, was viel bessere Ergebnisse zeigte als ältere Designs.
Die Vorteile der Modularität
Das Design konzentriert sich auf die Modularität und trennt die Heizspule, die Flüssigkeitskammer und die äußere Struktur, um ein flexibles System zu erzeugen, das für lineare, biege oder gemischte Bewegungen funktioniert.Der lineare Aktuator verwendet ein McKibben-Design, und die Biegeversion folgt einer schnellen PNEU-NET-Form (FPN).Das Team verwendete gemeinsame Materialien und Fertigungsmethoden wie 3D -Druck und Casting.Obwohl das Design einfach ist, verwendet es fortschrittliches Engineering, um das Problem mechanischer Schwingungen aus subkühltem Kochen mit nichtlinearen Kontrollalgorithmen zu lösen, um den kochenden Stall zu halten.
Draußen in freier Wildbahn
Das Team baute drei einfache Roboter auf, um zu zeigen, was diese starken Phasenwechsel-Aktuatoren tun können.Einer ist eine Hand, die sich bewegen und die Dinge halten kann.Ein anderer ist ein weicher Greifer, der verschiedene Formen aufnimmt, wie beispielsweise Fruchtmodelle.Der dritte ist ein kleiner vierbeiniger Roboter namens Bixo, der Röhren besteigen und auf Baumstämmen kriechen kann.Bixo bewegt sich durch Erhitzen und Kühlung seiner Teile, um zu greifen, zu ziehen und loszulassen.Obwohl die Kühlung Zeit braucht, kann es in etwa 25 Sekunden immer noch eine vollständige Bewegung abschließen.Diese Roboter zeigen eine neue Art von weicher Maschine, die kostengünstig, sicher ist und im Freien gut funktioniert, ohne Pumpen oder schädliche Materialien zu benötigen.
Diese Aktuatoren könnten in Zukunft kleiner, stärker und effizienter gemacht werden.Selbst jetzt geben sie einen einfachen und sicheren Weg, um weiche Roboter zu bauen.