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新一代柔性机械 “肌肉” HASEL,如何改变机器人的制造?

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更新时间:1970-01-01

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美国科罗拉多大学博尔德分校的 Keplinger 与其团队成员,正在研发一种新一代柔性机械 "肌肉" HASEL ,又为 Hydraulically Amplified Self-healing Electrostatic(液压放大自愈式静电)致动器。研究成果已在《科学》和《科学机器人》杂志中发表两篇论文详细说明。本文将简单介绍新一代柔性机械"肌肉"HASEL。



新一代柔性机械"肌肉"由低成本硅胶,水凝胶和植物油等柔性材料制成;能够根据不同的电压差,展示不同的"柔软度",模仿人类肌肉收缩和扩张;液体绝缘层的使用使该"肌肉"具有强大的"自愈"功能,由高压控制使用固体绝缘层的软驱动器,被击穿后需要很大的功夫才能恢复,新一代柔性材料能够从电压损坏中快速恢复。这种弹性能够使研究人员扩大设备,发挥更大的作用力。


第一种 HASEL 装置,由环形的弹性外壳组成,填充电绝缘液(如低芥酸菜子油),弹性外壳两边与电压正负电极相连。施加电压时,液体开始移动,驱动外壳装置发生变化。施加不同的电压值,变化的程度不同,拉伸和收缩程度不同。此装置可应用于抓取草莓和鸡蛋等易碎物品,只要将装置中的一个或几个相互对置,对电激活后便可产生抓握效果。


另一种 HASEL 装置是由多层高度可拉伸的离子导体组成,它们夹住一层液体,并在激活时线性膨胀和收缩,以提升悬浮的一定的重物或弯曲机械手握住棒球。


第三种装置 Peano-HASEL 致动器,由三个装有液体的矩形小袋组成,并联在一起。聚合物的外壳也由低成本材料构成,薄如马铃薯片,且透明和坚韧。Peano-HASEL 设备在电压应用方面像生物肌肉,这使得他在机器人应用中特别具有吸引力。他的电动运动速度甚至超过人类肌肉的震动速度。


这些由低成本材料构成的新一代柔性机械"肌肉",具有很强的可扩展能力,与当前的制造技术相兼容。未来的研究方向为进一步优化材料和几何形状,以争取进一步的发展和实现快速实际的应用。


原文译自: Next-genflexible robots move and heal like us

作     者:  Trent Knoss

原文链接:   https://www.colorado.edu/today/2018/01/04/next-gen-flexible-robots-move-and-heal-us

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