Новое 3D

Устройство печатается за один раз и может брать и отпускать объекты.

Мягкая робототехника имеет большой потенциал, когда речь идет о создании роботов, которые могут взаимодействовать с людьми и хрупкими объектами, не причиняя им никакого вреда или ущерба.

Однако изготовление устройств, одновременно мягких и прочных, является сложной задачей. Создание мягких роботов может оказаться сложным и трудоемким процессом, поскольку большинство из них имеют пневматический привод и изготавливаются путем формования и сборки, которые обычно требуют большого количества ручных операций и ограничивают сложность. Более того, для реализации даже простых функций необходимо добавлять сложные компоненты управления.

Теперь команда робототехников из Калифорнийского университета в Сан-Диего в сотрудничестве с исследователями корпорации BASF разработала мягкий роботизированный захват, который печатается на 3D-принтере за один отпечаток и не требует никакой электроники для работы.

Роботизированный захват, напечатанный на 3D-принтере, оснащен встроенными датчиками силы тяжести и прикосновения и может поднимать, удерживать и освобождать объекты. Захват можно установить на конце традиционного роботизированного манипулятора для промышленного производства, производства продуктов питания и обработки фруктов и овощей.

Большинство мягких роботов, напечатанных на 3D-принтере, часто имеют определенную степень жесткости и имеют тенденцию быть негерметичными, что не позволяет использовать их во многих приложениях. Кроме того, после печати им требуется значительная обработка и сборка, чтобы их можно было использовать.

Но в подходе команды использовался новый метод 3D-печати, который предполагает, что сопло принтера прослеживает непрерывный путь через весь рисунок каждого напечатанного слоя. Это позволило избежать появления каких-либо дефектов в отпечатке и позволило создать более тонкие и детальные структуры. Этот метод также снизил вероятность утечек и дефектов напечатанного изделия, которые очень распространены при печати мягкими материалами.

Новый подход позволяет печатать тонкие стенки толщиной до 0,5 миллиметра. Более тонкие стенки и сложные изогнутые формы допускают более высокий диапазон деформации, в результате чего структура в целом становится более мягкой.

Кроме того, процесс изготовления не требовал никаких ручных операций, таких как сборка или регулировка. Это означает, что процесс и дизайн легко воспроизвести с помощью аналогичного настольного 3D-принтера.

Хотя для работы захвата не требуется электричество, его необходимо подключить к источнику сжатого воздуха. Он интегрирован с каналами и пневматическими клапанами, которые контролируют поток воздуха под высоким давлением, вызывающий срабатывание. Ряд клапанов позволит захвату как захватывать контакт, так и отпускать его в нужный момент.

Когда датчик касания активируется объектом в губках захвата, сжатый воздух попадает во внутренние каналы для надежного захвата объекта. Вращение руки в правильном направлении активирует датчик силы тяжести, который сбрасывает давление воздуха и заставляет челюсти открываться.

«Это первый раз, когда такой захват может одновременно захватывать и отпускать. Все, что вам нужно сделать, это повернуть захват горизонтально. Это вызывает изменение потока воздуха в клапанах, в результате чего два пальца захвата освобождаются», — сказал в своем заявлении Ичен Чжай, ведущий автор статьи.

Эта плавная логика позволяет роботу запоминать, когда он схватил объект и удерживает его. Когда он обнаруживает, что вес объекта толкается в сторону при горизонтальном вращении, он отпускает объект.

В будущем захват может стать полезным инструментом манипулирования в различных приложениях, таких как производство и сельское хозяйство, исследования и геологоразведочные работы.

Ссылка на журнал: