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斯坦福大学为攀岩机器人3D打印微型爪夹

文章来源:网络人气:578发表时间:2016-11-02 09:19:38

  斯坦福大学的机器人研究团队正在使用3D打印技术为攀岩机器人RoboSimian创建一个微型爪夹系统,这可以使RoboSimian向蜘蛛侠一样,爬起墙来轻松自如。

  在模仿自然的科学实例(例如攀爬壁虎)中,团队正在开发包括一系列非常小的棘(spin)的系统,目的是帮助他们的爬墙机器人抓住各种表面,从而获得所需的表面牵引力。

  研究人员一直致力于发展攀岩机器人十余年,他们的攀岩机器人可以在完全垂直的岩面支撑以前构想的攀岩机器人重量的四倍重量。

  复杂的微型spin作用就像小爪子,紧紧抓住任何兼容的表面。在这种情况下,数量的优势超过尺寸。IEEESpectrum报告指出,“它们抓住并保持在粗糙的表面上,虽然每个spin都是非常小,不能抓住太多,如果你使用足够多的spin,可以支撑很多重量(或抵抗很大的力量)。

斯坦福大学为攀岩机器人3D打印微型爪夹

  3D打印不能从spin本身的角度来帮助它,而被用于生产每个15毫米的钢spins紧贴配合形成套筒(和弹簧结构一起将spin推到正试图攀附的表面)。3D打印技术在这其中究竟起到什么样的作用目前还不明朗,但由于机器人能够抓住至少55KG,我想它应该是一种更具冲击和应力抵抗尼龙或聚碳酸酯材料(而不是大家所熟悉的材料如PLA或ABS)。

  前文提到的4倍效率是通过使用单一的兼容轴实现的,每个18mmx18mm3D打印tile上包含60个spin,12个tile并排形成巨大攀附力,同时在部件之间还有可摆动的空间从而加强了接合到任何表面上的能力。

  并且由于所有的spin角度相同地紧密结合且朝向同一个方向,所以通过在相反的角度和方向上向外拉动而松开粘附(与其他握持方法不同,例如魔术贴,其中握柄依赖于看起来混乱的粘贴爪)。事实上,在测试期间可持续地达到高达710N的粘附。

  虽然有了这些理论基础,但是现阶段,3D打印的微型气爪夹具在遭遇极度平滑或粗糙的表面都显得有些力不从心。

  展望未来,该团队正在与美国航空航天局的喷气推进实验室(JPL)合作,看看是否可能将该技术纳入未来的太空任务。这不是大家第一次看到基于夹具的3D打印技术,还有今年早些时候由加利福尼亚大学,圣地亚哥大学的研究人员提出从海胆那里得到灵感的3D打印的claw。

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