【48812】液态金属驱动机器人研讨取得重要开展

日期:  2024-07-27   作者: 机器人资讯

  我国科学技术大学精密机械与精密仪器系张世武副教授研讨团队、澳大利亚伍伦贡大学李卫华教授研讨团队和苏州大学机器人与微体系中心李相鹏副教授研讨团队组成的联合研讨组,规划了根据镓基室温液态金属的新式机器人驱动器,初次完成了液态金属驱动的功能性轮式移动机器人。近来,该效果以“A Wheeled Robot Driven by a Liquid‐Metal Droplet”

  电影《终结者》中的液态金属机器人“T1000”敞开了液态金属在机器人范畴使用的愿望之门。镓基室温液态金属具一起的外表性质及理化特性,能够终究靠电场、磁场以及浓度梯度场等多种能量场或许外表改性等办法,完成变形、移动、别离以及交融等多种形态学改动,在MEMS、微流体、生物医学以及机器人等范畴展示出巨大的使用远景,引起国际上的广泛重视。但是,液态金属在机器人范畴使用研讨现在仅局限于以液态金属液滴为机器人本体,尚无根据液态金属的功能性机器人的研讨报导。

  液态金属镓基室温液态金属具有巨大的外表张力,能够在极低的电场功耗下,展示出高效的运动才能。联合研讨组奇妙地将高效液态金属驱动和变重心组织相结合,开宣布结构相对比较简单紧凑、驱动功能好的新式液态金属机器人。研讨人员规划了一种具有超疏水外表的极轻半关闭轮式结构,将液态金属液滴约束在细长的轮体内部;通过奇妙规划的随动微型电极支架施加外部电场驱动轮体内液态金属运动,从而继续改动轮式机器人的重心,驱动轮式机器人翻滚。一起,研讨人员对所提出的新式液态金属机器人做了动力学建模与剖析,并通过试验探究了电解液浓度、施加电压、液态金属体积、轮体结构等参数对机器人运动功能的影响,取得驱动运动的最佳参数匹配。进一步,通过集成电池体系,研讨人员成功规划了新式液态金属自驱动轮式移动机器人。这一立异研讨有望启示一种新式驱动办法,补偿传统的机器人驱动办法(电机、液压及气动等)结构较为杂乱、体积大以及驱动能效低一级缺乏,促进未来细小机器人及特种机器人体系的开展。

  该论文榜首作者为我国科学技术大学精密机械与精密仪器系硕士生伍健。我国科学技术大学精密机械与精密仪器系张世武副教授、澳大利亚伍伦贡大学唐诗杨博士、苏州大学机器人与微体系中心李相鹏副教授为一起通讯作者。该课题得到国家自然科学基金项目赞助。

  近年来,由我国科大、伍伦贡大学和苏州大学组成的联合研讨组开端研讨液态金属的驱动特性及其在机器人上的使用,取得了系列开展。联合研讨团队规划了以液态金属液滴作为柔性轮承载及驱动的微型小车,集成电源、操控电路、传感器以及液态金属驱动组织于一体,完成了2D平面内的自主运动,该小车无任何物理运动,具有运动滑润和婉、无噪声、低振荡、本钱低价、易于制作等特色,有望在自动生产线以及试验室自动化中大展身手。该效果近来宣布在《IEEE Transactions on Industrial Informatics》上。此外,联合研讨团队初次发现了液态金属在外磁场效果下的非常规运动现象,并提醒了其内涵机理。该研讨完成了通过外部磁场对不通过任何改性的纯液态金属的运动操控,丰厚了液态金属的驱动办法,有利于推进液态金属驱动设备的大规模使用。该效果也于近来宣布在《Soft Matter》上。