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第一款由软执行器提供动力并实现受控飞行的微型机器人

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发表于 2019-11-23 12:04:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
第一款由软执行器提供动力并实现受控飞行的微型机器人

哈佛大学的生物启发工程研究所的研究人员开发了一种弹性机器昆虫RoboBee,它由柔软的人造肌肉驱动,即使撞到墙壁,掉落在地板上,或者与其他RoboBees碰撞也不会受到破坏。这是第一款由软执行器提供动力并实现受控飞行的微型机器人。
第一款由软执行器提供动力并实现受控飞行的微型机器人

博士后研究员,陈宇峰博士说:“在微型机器人领域,由于它们具有很高的回弹力,已经使移动机器人摆脱了软致动器的推动。但是,该领域的许多人一直怀疑它们是否可以用于飞行机器人,因为这些执行器的功率密度根本不够高,而且众所周知难以控制。我们的执行器具有足够高的功率密度和可控性,可以实现悬停飞行。”
第一款由软执行器提供动力并实现受控飞行的微型机器人

为了解决功率密度问题,研究人员建立在SEAS扩展系列材料,David Clarke博士的实验室中开发的电动软致动器的基础上。这些软执行器使用绝缘弹性体制成,绝缘体具有良好的绝缘性能,并且在施加电场时会变形。
通过提高电极电导率,研究人员能够以500赫兹的速度操作执行器,这与以前在类似机器人中使用的刚性执行器相当。
第一款由软执行器提供动力并实现受控飞行的微型机器人

处理软执行器时的另一个挑战是系统趋于弯曲并变得不稳定。为了解决这一挑战,研究人员制造了带有一条垂直约束线的轻型机身,以防止执行器弯曲。
第一款由软执行器提供动力并实现受控飞行的微型机器人

在这些小型机器人中,软执行器可以轻松组装和更换。为了演示各种飞行能力,研究人员建立了几种不同型号的由软促动器驱动的RoboBee。两翼模型可以从地面起飞,但没有其他控制。四翼,双执行器模型可以在混乱的环境中飞行,一次飞行即可克服多次碰撞。
八翼四执行器模型演示了受控的悬停飞行,这是首款由软执行器驱动的飞行微型机器人。
接下来,研究人员的目标是提高软动力机器人的效率,该效率仍然远远落后于传统的飞行机器人。
第一款由软执行器提供动力并实现受控飞行的微型机器人

研究所核心教员Robert Wood博士说:“具有肌肉样特性和电激活功能的软执行器是机器人的巨大挑战。如果我们能够设计出高性能的人造肌肉,那么天空就是我们可以制造的机器人的极限。”
视频:https://www.ixigua.com/i6762140829348790788/

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