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[材料资讯] 具有高变形和承载能力的光动力张拉机器人

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发表于 2019-1-3 08:59:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
传统的机器人通常完全由硬质材料组成,需要复杂的运动控制系统来完成不同的任务。近年来,具有高灵活性和可变形性的软体机器人得到了广泛的研究,如气动软机器人、和反应动力章鱼形软机器人、仿生光诱导夹钳等,然而,软体机器人承载能力差,往往限制了它们的实际应用。

《先进材料》具有高变形和承载能力

《先进材料》具有高变形和承载能力
针对上述问题,加州大学圣地亚哥分校的蔡胜强为通讯作者,报道了一种采用刚性有机玻璃为压缩棒、液晶弹性体(LCE)和碳纳米管(CNT)组成的人造肌肉纤维为张拉绳索的,构建了一个与动物肌肉骨骼结构非常相似的光动力张拉机器人。在张拉机器人的制造过程中,首先将大的拉伸施加到纤维上,制作完成后将纤维部分卸载,由于拉伸机器人中的(LCE-CNT)复合纤维最初处于预应力诱导的单畴状态,当温度升高到临界值以上时,它们可以通过向列相向各向同性相变显著收缩,在NIR激光照射3s下,具有固定应变的LCE-CNT复合纤维的驱动应力可达0.24 MPa,足以引起张拉机器人的大变形。该张力机器人具有超轻、高可伸缩性、高承载能力的特点、并且可以精确控制使其在多个地形上沿不同路径移动。
在该工作中,研究人员在动物肌肉骨骼系统的启发下,将柔软、可伸展的人工肌肉纤维与刚性有机玻璃棒结合起来,构建了一个不受约束的张拉机器人。混合机器人是高度可扩展的,完全可以由光驱动,在不同的地形上移动,携带沉重的货物在许多不同的路径上移动,而且该机器人能够保护易碎货物免受撞击。
全文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201806849

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