研究人员开发折纸机器人

2019-12-17 15:39:25
导读来自伊利诺伊大学机械科学和工程学教授和学生的一项新研究,作为一篇邀请论文发表在“智能材料与结构”杂志上,详细介绍了如何利用折纸结构和生物启发的设计来创建爬行机器人。助理教授AimyWissa和SamehTawficek以及研究生AlexanderPagano和TongxiYan和BrianChien一起使用折纸折叠原理来构造和致动机构和机器,以便与小型、可伸缩的和廉价的机器人以及可展开的自适应结

来自伊利诺伊大学机械科学和工程学教授和学生的一项新研究,作为一篇邀请论文发表在“智能材料与结构”杂志上,详细介绍了如何利用折纸结构和生物启发的设计来创建爬行机器人。

助理教授AimyWissa和SamehTawficek以及研究生AlexanderPagano和TongxiYan和BrianChien一起使用折纸折叠原理来构造和致动机构和机器,以便与小型、可伸缩的和廉价的机器人以及可展开的自适应结构进行集成。

陶菲克说,他们的灵感来自于像维纳斯捕蝇器那样的软植物的快速移动和单鞭毛细菌的游泳,这两种细菌都使用它们的身体的灵活性来快速捕捉,从而允许快速运动并节省能量。

Wissa说:“本文介绍了一种以生物为灵感的爬行机器人的设计。”“机器人使用折纸积木来模仿蚯蚓的步态和超聚合特性,并通过定向材料设计来模仿甲虫对蚯蚓的作用,从而防止向后滑动。”

研究了利用折曲折缝模式的折纸的概念,是一种具有多边形基础的手性塔。该折纸塔将其膨胀和收缩与纵向和旋转运动相耦合,类似于螺钉,并且它们使用屈曲不稳定性来完成从小输入的大行程捕捉运动。它们的设计利用了由折纸折纸塔制成的骨架,作为将电机旋转转化为蜗杆机器人的快速膨胀和收缩的机构,从而实现爬行步态。它可以通过反复膨胀和收缩而向前和向左和向右转动。

他们写的"从平板产生功能和几何复杂的3D机械系统的能力在机器人领域中引入了令人兴奋的机会,用于远程、自主可展开系统或低成本集成运动,"。

他们的数学分析被认为是第一种用虚拟折叠的思想来分析Kresling样折纸塔的面板弯曲。这种结构在能耗方面具有优势,使开环运动控制直接前进.

向前看,这种设计也可用于操作、吊臂和主动结构。

Wissa说:“本文介绍的工作充分利用了团队在建筑材料和生物启发机器人设计方面的专门知识。”“我们计划继续以我们的研究成果为基础,设计、建模和测试生物启发的模块化机器人,使之能够实现多种运动方式。”

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