供稿人:王忠睿 李滌塵 發(fā)布日期：2018-06-14
相對于傳統(tǒng)的剛性機(jī)器人，軟體機(jī)器人憑借其柔性的特點(diǎn)，在水下探索搜尋等特定環(huán)境中體現(xiàn)出適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)靈活的優(yōu)勢。
圖1 Vitrelladonella章魚及其仿生軟體機(jī)器人
對于水下搜尋軟體機(jī)器人，如何合理設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)方式是決定機(jī)器人運(yùn)動(dòng)性能能的關(guān)鍵。美國俄勒岡州立大學(xué)Zatopa團(tuán)隊(duì)基于電流變流體設(shè)計(jì)了一款用于水下探索全軟體機(jī)器人的液壓驅(qū)動(dòng)閥，該團(tuán)隊(duì)使用光固化快速成型技術(shù)制造閥體主體（如圖2所示），借助可溶性支撐精密成型內(nèi)部細(xì)小復(fù)雜結(jié)構(gòu)，以電流變流體作為工作介質(zhì)，以鎵銦錫液態(tài)合金作為電極材料。驅(qū)動(dòng)閥整體質(zhì)量不足10g，保壓能力超過170kPa，射流流量大于8mL/min。
圖2 利用3D打印技術(shù)制造的電流變流體液壓驅(qū)動(dòng)閥
為測試閥體的性能，該團(tuán)隊(duì)同樣利用光固化材料3D打印制造了軟體機(jī)器人零件并組裝為一只六爪章魚型軟體機(jī)器人（如圖3所示）用于測試。測試結(jié)果顯示，在各設(shè)定模式下，閥腔內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到預(yù)期，閥體未因強(qiáng)度不足而出現(xiàn)損壞。
圖3 3D打印制造六爪章魚型軟體機(jī)器人及測試結(jié)果
3D打印技術(shù)大大提升了細(xì)小復(fù)雜零件的制造能力和制造效率，隨著軟體機(jī)器人設(shè)計(jì)中越來越多的剛性零件被柔性零件取代，零件的復(fù)雜性將大大增加，3D打印技術(shù)也將在軟體機(jī)器人設(shè)計(jì)與制造中大顯身手。