Robotertentakel mit vielen Freiheitsgraden

    Bei der Erstellung von Robotermanipulatoren wird häufig nicht nur die Anzahl der Freiheitsgrade und die Greifkraft berücksichtigt, sondern auch die Fähigkeit, mit weichen Objekten zu arbeiten, ohne diese zu beschädigen. Der neue pneumatische Tentakelmanipulator aus Kunststoff, der von Wissenschaftlern der Harvard School of Engineering and Applied Sciences (USA) entwickelt wurde, erfüllt nicht nur diese Anforderungen, sondern erweist sich auch als viel billiger und vielseitiger als vorhandene Analoga. Außerdem ist er so empfindlich, dass er mit einem so empfindlichen Gegenstand wie einer Blume arbeiten kann, ohne ihm den geringsten Schaden zuzufügen.
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    Es kommt häufiger vor, dass Menschen Gliedmaßen für Roboter herstellen, die denen gleichen oder ähnlich sind, die er selbst hat. Bei der Entwicklung eines neuen Manipulators, den Forscher als "Tentakel" bezeichnen, ließen sich die Entwickler von der japanischen Hentai- Kunst inspirierenim Bild einer anderen Kreatur, die im Wasserelement lebt. Der Manipulator besteht aus einem einzigen flexiblen Kunststoffrohr mit drei inneren Abschnitten, von denen jeder aus drei bis vier Kanälen besteht, unabhängig von den benachbarten Kanälen, die mit Luft gefüllt sind, um den erforderlichen Druck zu erzeugen, der zur Drehung des Tentakels in die gewünschte Richtung beiträgt.
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    Dank der zahlreichen Kanäle im Inneren des Tentakels gelang es den Wissenschaftlern, es in drei Dimensionen und nicht in einer zu biegen, wie dies bei früheren Konstruktionen von pneumatischen Manipulatoren der Fall war. Als Materialien wurden kostengünstige Elastomere verwendet , die in eine Form gegossen wurden , die zuvor auf einem 3D-Drucker gedruckt worden war. Nach dem Abkühlen des Polymers wird der zentrale Stab entfernt und seine Stelle mit einer anderen Art von Polymer- PDMS gefülltum der gesamten Struktur eine relative Steifheit zu verleihen. Dann werden periphere Profile abgerufen. Als Ergebnis sehen wir nach dem Entformen einen elastomeren Tentakel mit drei pneumatischen Kanälen, die parallel zu dem mit PDMS gefüllten zentralen Kanal angeordnet sind.

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    Der Vorteil dieser Technologie besteht darin, dass Kanäle mit verschiedenen Anzahlen und Konfigurationen erstellt werden können, was ein weites Feld für die Verbesserung der Technologie und die Bereitstellung zusätzlicher Funktionen für Tentakeln zur Erweiterung ihrer möglichen Anwendungen lässt.
    Zu den vielversprechenden Erkenntnissen des Teams gehört beispielsweise die Platzierung einer Kamera am Ende des Tentakelzeltes, mit der kleine Objekte genauer erkannt werden können, sowie (in Versuchsreihenfolge) eine Spritze und sogar ein pneumatischer Saugnapf, der aufgrund eines Druckabfalls im Saugnapfhohlraum Objekte festhalten kann.
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    Kurz gesagt, diese Technologie bietet ein weites Feld für Forschung und Ideen, in denen sie angewendet werden kann. Zum Beispiel können Sie solche Tentakel als einzelne Finger eines bestimmten Roboter-Endes verwenden, was ihm bei einer begrenzten Anzahl von Freiheitsgraden viel mehr Mobilität und Fähigkeiten als gewöhnlich verleiht. Da das Tentakel voll pneumatisch ist und keinen festen Rahmen hat, kann es abgelassen und in das Innenfach des Roboters entfernt werden, wodurch Platz gespart wird, der zum Platzieren anderer Werkzeuge verwendet werden kann.

    Eine detailliertere Studie der Technologie finden Sie in dieser PDF-Datei (5.13mb).

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