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微型折纸风格的机器人结合了千分尺精度和高速

2021-08-18 来源:十堰农业机械网

微型折纸风格的机器人结合了千分尺精度和高速

由于其高精度和高速度,Delta机器人已应用于许多工业过程,包括拾放组件,机械加工,焊接和食品包装。

从雷蒙德·克拉维尔(Reymond Clavel)为巧克力工厂开发的第一个版本开始,以快速将巧克力果仁糖放入其包装中,Delta机器人使用三个独立控制的轻型手臂来引导平台在三个方向上快速准确地移动。

该平台可以用作平台,类似于在飞行模拟器中使用的平台,也可以耦合到可以按规定模式抓取,移动和释放物体的操纵设备中国机械网okmao.com。随着时间的流逝,机器人专家已经设计出越来越小的Delta机器人来处理有限工作区中的任务,

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《科学机器人》杂志报道了由哈佛大学怀斯生物启发工程学院的罗伯·伍德(Robert Wood)团队和约翰·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)开发的一种新设计milliDelta机器人,克服了这一小型化挑战。

通过将其微细加工技术与可以结合挠性接头和弯曲执行器的高性能复合材料相结合,milliDelta可以以高速,高力和千分尺精度运行,使其与制造和医学领域的多种微处理任务兼容。

在2011年,受弹出书和折纸的启发,伍德的团队开发了一种微细加工方法,该方法可以从复合材料的平板组装机器人。

此后,弹出式MEMS(“微机电系统”的缩写)制造已用于构建动态厘米级机器,该机器可以轻松走开,或者像RoboBee一样可以飞行。在他们的新研究中,研究人员应用他们的方法开发了尺寸仅为15mm×15mm×20mm的Delta机器人。

行动中的milliDelta视频,“缩放的物理原理告诉我们,减小Delta机器人的尺寸将提高其速度和加速度,弹出式MEMS制造及其使用任何材料或材料组合的能力似乎是解决此问题的理想方法,”他说。

伍德(Wood)是威斯学院(Wyss Institute)的核心教员,也是其生物启发式机器人平台的共同负责人。伍德还是SEAS的Charles River工程与应用科学教授。“这种方法还使我们能够快速地进行多次迭代,最终使我们达到最终的milliDelta。”

milliDelta设计将复合材料层压结构与嵌入的挠性关节相结合,该挠性关节近似于大型Delta机器人中较为复杂的关节。“借助装配夹具,可以将这种层压板精确地折叠成毫米级的Delta机器人。milliDelta还利用压电致动器,使其执行运动的频率是目前其他可用Delta的频率的15至20倍机器人,”伍德的团队的威斯学院研究人员Hayley McClintock说。

milliDelta及其关键组件,此外,该团队还证明了milliDelta可以在大约7立方毫米的工作空间中运行,并且可以施加力并显示出轨迹,以及其高频率,使其非常适合工业取放过程中的微操纵。以及显微手术,例如在人眼上进行的视网膜显微手术。

研究人员将milliDelta在显微外科手术和其他显微操作方面的潜力进行了首次测试,并探索了他们的机器人作为手震消除设备。共同第一作者法特玛·泽恩尼普·特梅尔(Fatma Zeynep Temel)说:“我们首先绘制了由个人握住的牙签尖端外接的路径,进行了计算,然后将其送入milliDelta机器人,后者能够匹配并取消它们。

Wood团队的SEAS博士后研究员。研究人员认为,专门的milliDelta机器人既可以添加到现有的机器人设备上,也可以开发为独立的设备,例如研究和临床实验室中用于操纵细胞的平台。

低速和高速跟踪“ H”和星形轨迹的milliDelta的视频,“伍德团队的工作证明了毫米级milliDelta机器人的更高速度和更高的控制力,为工业和医疗机器人开辟了全新的发展途径,而这是现有技术无法实现的。

这是我们的生物灵感的另一个例子机器人平台正在引领未来。” Wyss研究所创始董事Donald Ingber博士说,他同时也是HMS的犹大Folkman教授,波士顿儿童医院的血管生物学计划教授担任SEAS生物工程学教授。