童程童美少兒編程教育

                                                            少兒編程 > 文章資訊 > 3D打印 > 想象無極限!麻省理工完整3D打印液壓機器人

                                                            想象無極限!麻省理工完整3D打印液壓機器人

                                                            童程童美 2016-09-29

                                                            3D打印的一大優勢在于功能集成,之前,我們往往將功能集成局限地理解為通過結構的優化實現的功能集成。而如今,麻省理工又一次以事實告訴我們:想象無極限!固體與液體也可混“打”。

                                                            摘要

                                                            3D打印的一大優勢在于功能集成,之前,我們往往將功能集成局限地理解為通過結構的優化實現的功能集成。而如今,麻省理工又一次以事實告訴我們:想象無極限!固體與液體也可混“打”。

                                                            麻省理工學院計算機科學和人工智能實驗室的研究人員(CSAIL)成功打印出第一個3D打印功能型機器人,機器人由固體材料組成,通過液體壓力驅動。這些液壓驅動的機器人在打印完成后即可以從商業上可用的三維打印機和“走出去”的機器,幾乎沒有組裝要求。

                                                            想象無極限!麻省理工完整3D打印液壓機器人

                                                            麻省理工將這種方法稱為“打印流體力學”,增材制造技術一直是非常困難和耗時的,將液壓元件(使用流體有效地控制機械力)打印到機器人上更是難上加難。其次,雖然許多先進的3D打印機配備多個擠出頭,可以用于3D打印各種材料,如剛性和柔性材料,而同時打印液體和固體就更難了。

                                                            麻省理工的“打印流體力學”通過使用inkjet噴墨3D打印機的技術來完成,打印液滴的直徑為20-30微米,逐層進入3D對象,每一層由聚合物材料組成,在紫外光下固化。當然這種固化是有選擇性的,打印機同時打印固體和液體材料,打印的固體材料成為液壓系統的支撐部分,沒有固化的液體材料則成為液壓系統中傳輸動力的介質。

                                                            想象無極限!麻省理工完整3D打印液壓機器人

                                                            在選擇噴墨打印技術之前,麻省理工嘗試了多種不同的打印技術,最后發現噴墨打印技術可以有八種不同的打印頭用來沉積不同的材料,這些打印頭彼此相鄰,聯動完成打印過程。這使得固體和液體的材料結構變得可編程化,能夠實現打印復雜的,預設流體通道的功能結構件。

                                                            麻省理工創造的機器人是令人印象深刻的,只需要插入電池或者電機,這些小家伙們可以“走”著從打印機中出來。麻省理工示范了兩個機器人的打印,一個是帶有六條腿的3D打印機器人,通過內部12個液壓泵的驅動;另一個是3D打印軟機械手夾持器,可用于Baxter機器人的研究。

                                                            想象無極限!麻省理工完整3D打印液壓機器人

                                                            想象無極限!麻省理工完整3D打印液壓機器人

                                                            小的六足機器人(重達1.5磅,厚度不到6英寸長),只需要一個單一的直流電機來驅動,除了電池,每一個組件都是三維打印的,而且一次完成,整個打印只需要22個小時就完成了。

                                                            組件中關鍵的部分包括幾個功能型的波紋管,用于推進流體壓力;還有3D打印的齒輪泵,用來產生連續的流體流動,并轉化為機械力;此外,還有一個旋轉曲軸,用于驅動液壓傳動。

                                                            至于軟機械手夾持器,3D打印的硅橡膠材料與流體驅動的手指,向著未來人機交互(HCI)邁出關鍵的一步,3D打印功能型的液壓系統將加快軟機器人的開發與發展。

                                                            想象無極限!麻省理工完整3D打印液壓機器人

                                                            麻省理工的CSAIL團隊認為這些3D打印機器人具有現實的應用價值,包括能夠加速成本有效的3D打印液壓系統的開發過程。而這些機器人今后可以用于投入救災或其他危險的環境中。

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