오블리크 챔버와 함께 부드러운 공기 네트워크 액츄에이터의 제작
Summary
여기 선물이 오블리크 챔버와 함께 부드러운 공기 네트워크 액츄에이터의 제조 방법. 액추에이터는 부드러운 로봇에 응용 프로그램을 확장 결합 된 굽 힘과 움직임, 왜곡을 생성 할 수 있다.
Abstract
부드러운 공기 네트워크 액추에이터 소프트 로봇에 가장 유망한 개폐 장치 중 하나는 혜택을에서 그들의 큰 굴곡 변형 및 낮은 입력 되고있다. 그러나, 2 차원 (2 차원) 공간에서 그들의 단조로운 벤딩 모션 형태는 다양 한 응용 프로그램에서 그들을 유지합니다. 이 종이를 3 차원 (3 차원) 공간에서 자신의 움직임을 탐험 오블리크 챔버와 함께 부드러운 공기 네트워크 액츄에이터의 상세한 제조 메서드를 제공 합니다. 오블리크 챔버의 디자인 결합 벤딩 기능, 왜곡 하 고 그들에 게 dexterously 유연한 조작자, 생물학으로 고무 된 로봇 및 의료 기기 이동 가능성을 주는 가변으로 작동 수 있습니다. 제조 공정 실리콘 탄성 중합체 준비, 챔버 및 기본 부품 제조, 액츄에이터 어셈블리, 배관 연결, 누수, 액추에이터 복구에 대 한 검사를 포함 하 여 성형 방법을 기반으로 합니다. 제조 방법은 금형에만 몇 가지 수정 액츄에이터의 일련의 급속 한 제조를 보장합니다. 테스트 결과 액추에이터 저명한 굽 힘 및 능력을 왜곡의 높은 품질을 보여 줍니다. 그리퍼의 실험에는 다른 직경을 가진 개체에 적응 하 고 충분 한 마찰을 제공 하는 개발의 장점을 보여 줍니다.
Introduction
부드러운 공 압 액츄에이터 (스파)는 부드러운 공기 압력1,2의 간단한 입력으로 작동 될 수 있는. 그들은 실리콘 탄성 체3, 직물4, 형상 기억 고분자5, 유 전체 탄성 체6등 다양 한 재료로 날조 될 수 있다. 스파 소프트 로봇 응용 프로그램8,9에 대 한 가장 유망한 장치 중 하나 되는 연구원의 준수, 교묘한 움직임, 및 간단한 제조 방법7, 그들의 성격에서 혜택을 했습니다. 스파10, 회전11, 들어온다 및12 의 변형, 확장, 확대, 절곡, 왜곡 하 고13, 를 포함 하 여 다양 한 종류에 따라 압 연 하 여 다양 한 정교한 동작을 실현할 수 있습니다. 14. 동작의 종류를 만들 수, 스파는 병렬 채널15,16, 섬유 보강재 단일 챔버와 선형 시체 같은 다른 구조에 설계 되었습니다 및 네트워크의 반복 하위 챔버17. 그 중 반복된 하위 챔버, 부드러운 공기 네트워크 액츄에이터의 네트워크와 스파 그들은 상대적으로 낮은 입력된 압력 하에서 큰 개를 생성할 수 있기 때문에 널리 채택 된다. 그러나, 이전 디자인의 대부분에서는, 액추에이터의이 종류 벤딩 동작 크게 그들의 응용 프로그램을 제한 하는 2 차원 공간에서 생성할 수 있습니다.
부드러운 공기 네트워크 액추에이터 챔버 내부 채널에 의해 연결 된 선형 배열된 그룹으로 구성 됩니다. 각 입방 챔버 다른 쌍 보다는 반대 벽의 쌍을 포함 하 고 얇은 벽에 수직인 방향으로 2 면 인플레이션을 생성 합니다. 원래, 챔버의 얇은 벽 액추에이터 본문의 긴 축에 수직이 고 긴 축 함께 급증. 이 일 직선상 inflations 챔버와 확장 가능한 비 기지에는 완전 한 순수 굽 힘 액추에이터의 이어질. 3 차원 공간에서 액추에이터의 움직임을 탐구 하는 챔버의 방향 조정 되도록 얇은 쪽 벽은 더 이상 각 챔버의 인플레이션 방향을 수 없습니다 (그림 1A), 액추에이터의 긴 축에 수직인 축에서 오프셋 하려면 선적 된다. 모든 병렬 하지만 아니라 선적 inflations 결합 절곡 및 3 차원 공간18에서 모션을 왜곡으로 액추에이터의 동작을 변경 합니다. 이 결합 된 모션 더 많은 유연성과 손 재주는 액추에이터를 사용 하며는 액추에이터 유연한 조작자, 생물학으로 고무 된 로봇, 의료 기기 등 더 실용적인 응용 프로그램에 대 한 적합 한 후보.
이 프로토콜 오블리크 챔버와 함께 부드러운 공기 네트워크 액추에이터의이 종류의 제조 방법을 보여줍니다. 그것은 실리콘 탄성 중합체, 챔버 및 기본 부품, 액추에이터를 조립, 연결 튜브, 누수, 검사 및, 필요한 경우 복구 액추에이터 조작 준비 포함 한다. 그것은 또한 정상적인 부드러운 공기 네트워크 드라이브 및 성형 방법에 대 한 몇 가지 간단한 수정으로 생산 될 수 있는 다른 소프트 액츄에이터를 조작 하 사용할 수 있습니다. 우리는 30 ° 경사 챔버와 함께 부드러운 공 압 액츄에이터를 조작 하는 자세한 단계를 제공 합니다. 다른 응용 프로그램에 대 한 다른 챔버 각도와 액츄에이터 같은 프로토콜에 따라 날조 될 수 있다. 그 외에, 다양 한 요구에 대 한 멀티 액츄에이터 시스템을 형성 하는 액추에이터를 결합할 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
종이 오블리크 챔버와 함께 부드러운 공기 네트워크 액츄에이터의 제작 가이드 방법 프로토콜을 제공 합니다. 프로토콜을 따라 한 액추에이터 3 h 이내 독립적으로 날조 될 수 있다. 프로토콜의 주요 단계는 다음과 같이 요약할 수 있습니다. (i)는 실리콘 탄성 중합체는 비율에서 준비 하 고 잘 혼합. (ii)는 실리콘 탄성 중합체 챔버 부품과 기본 부품의 제조에 대 한 금형에 부 어 있다. (iii) 노출된 ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 중국의 국가 자연과학 기초 그랜트 51622506 및 과학 및 기술 위원회의 상하이 시 그랜트 16JC1401000 아래에 의해 지원 되었다.
Materials
| Silicone elastomer | Wacker | ELASTOSIL M4601 A/B | Material of the actuators |
| Syringe | Shanghai Kindly Medical Instruments | 10 ml | Used to inject silicone rubber into the hole of the mold for fabricating the connection end |
| Precision scale | Shanghai Hochoice | UTP-313 | Used to weigh the silicone rubber |
| Planetary centrifugal vacuum mixer | THINKY | ARE-310 | Used to mix the silicone rubber and defoam after mixing process |
| Release agent | Smooth-on | Release 200 | Used for ease of demolding |
| Needle | Shanghai Kindly Medical Instruments | Used for Piercing the bubbles form on the surface | |
| Utility blade | M&G Chenguang Stationery | ASS91325 | Used for Scraping off excess silicone rubber along the upper surface of the mold |
| Vacuum oven | Ningbo SI Instrument | DZF-6050 | Used to reduce the cure time of the silicone rubber |
| Male stud push in fit pneumatic fitting | Zhe Jiang BLCH Pneumatic Science & Technology | PC4-01 | Used to connect the tubing and the 3D-printed actuator tubing connector |
| Tubing | SMC | TU0425 | Used for actuating the actuators |
| Vacuum pump | Zhe Jiang BLCH Pneumatic Science & Technology | Used as the air source | |
| Pressure valve | Zhe Jiang BLCH Pneumatic Science & Technology | IR1000-01BG | Used for adjusting the input air pressure |
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