近日,加州大學圣地亞哥分校研發(fā)人員利用液晶彈性體設計了一種自動折疊機器人。
據(jù)悉,它能抬起比自身重38倍的物體,研究人員叫它起重機,加熱時會像人造肌肉一樣收縮,可以疊成了不同的形狀。若將三個起重機逐一收縮,連起來就變成了一款爬行機器人。
液晶彈性體是一種輕微交聯(lián)的液晶聚合物網(wǎng)絡。在磁場、電場、溫度或預拉伸的影響下能夠進行可逆的變形。由于它們的致動特性,液晶彈性體常常被用來制作軟機器人或人造肌肉,研究人員選擇用加熱的方式驅(qū)動液晶彈性體,利用光刻技術將加熱層嵌入了液晶彈性體中。“起重機”的折疊結構是一種稱為sarrus聯(lián)動的機制,可以使單個驅(qū)動肌肉可以在兩個方向上折疊。圖中紅色和藍色的箭頭分別表示致動器的加熱和冷卻狀態(tài)。當液晶彈性體被加熱時,致動器處于彈出狀態(tài);材料被冷卻后,致動器自動縮回扁平狀。起重機的收縮與液晶彈性體的加熱時間有關,研究人員發(fā)現(xiàn),當加熱到30s左右,材料的應變能力達到峰值,‘起重機’完全展開,折疊角最大為64°;當加熱停止時,液晶彈性體開始立刻松弛,但要達到完全松弛狀態(tài)需要2分鐘。
起重機的負重能力隨溫度的增加而增加。在啟動狀態(tài),眨眼間便可抬起20g的負載。研究人員預測它的最大負載能力可達到700g,未來可應用于搜救,航空航天系統(tǒng)和醫(yī)療設備中。
來源:機器人技術與應用
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