En ny måte å 3-D-print hydrauliske systemer på samme tid som resten av en enhet betydelig forenkler prosessen med å lage funksjonelle roboter.
Væsken er en viktig, om enn lite anerkjent, komponent i moderne robotics. Daglig rolle er å skape, styre, og overføre makt gjennom komplekse enheter—en ingeniørvitenskap kjent som hydraulikk.
Ett problem med hydrauliske komponenter er at den trykksatte rør som kreves for å gjøre det alt arbeid er ofte behandlet som et system som er mer eller mindre selvstendig fra resten av enheten.
Som har store konsekvenser for måten roboter er designet og bygget for. Hydraulikk dramatisk øker kompleksitet og den tid som kreves for å bygge, drive og vedlikeholde roboter.
I dag, som ser ut til å endre seg takket være arbeidet til Robert MacCurdy og pals ved MIT. Disse gutta har endret en 3-D printer for å gjøre den i stand til å innlemme hydraulikk inn i ethvert design.
Som gjør det mulig å designe og bygge hydrauliske maskiner i ett enkelt trinn for første gang. “Til nå har det ikke vært midler til å innlemme robust, høy ytelse, kraft-overføring elementer direkte inn i et 3-D-trykte delen,” sier de.
Den tilnærming er grei. Den mest avanserte 3d-printere er i stand til å skrive ut flere materialer på samme tid. Det er nyttig fordi det gir dem mulighet til å innlemme materialer med ulike egenskaper som fleksibilitet, farge og så videre.
Disse 3-D-skrivere fungerer ved å bygge opp 3-D figurer ett lag om gangen. De første drypp en dråpe av flytende blekk på plass og umiddelbart zap det med ultrafiolett lys, for å kurere, eller stivne, det. De plasserer en dråpe ved siden av dette og kur for det, og så videre for å lage den første lag. Neste lag går på toppen av dette.
MacCurdy og co ‘ s idé er å behandle den hydrauliske væsken som alle andre skriver materiale. Dette gjør de ved å bytte et reservoar av kureres skriveren blekk med et reservoar av væske som ikke kan bli kurert med UV-lys og så forblir flytende. Når det kommer til design, de behandler væske på nøyaktig samme måte som de andre materialene.
Fordelene er mange. Denne tilnærmingen umiddelbart tillater oppretting av objekter som inneholder komplekse væske-fylt kretser. Siden disse kretser er lukket, ved å legge press på den ene enden av en krets som overfører kraften langs den.
Og fleksibiliteten av moderne utskrift materialer betyr at det er også mulig å konvertere denne endringen i press til mekanisk bevegelse og vice versa.
MacCurdy og co sette teknikken gjennom sine skritt ved å skrive ut en rekke hydrauliske enheter. De er For eksempel skrive ut et tannhjul pumpe—i hovedsak et par innviklet hjul i et rør som, når de slår, flytte væske som er fanget mellom tennene. Denne pumper væske i én retning, men hindrer det i å strømme tilbake fordi tennene passer sammen.
De har også skrevet en belg aktuator for å overføre kraft gjennom en væske. Endelig er de skrevet ut et sett av væske-svart grippers laget av myk silikon gummi som er i stand til å plukke opp ømtålige gjenstander som egg.
Fordel, MacCurdy og co legge ut det de har lært til å gi en form for gjør-det-selv guide for alle som tenker på å prøve det samme triks (selv om de vil ha de samme slags high-end skriveren—en Stratasys Objet260 Connex, i dette tilfellet).
Det er imponerende arbeid som i betydelig grad utvider evnen til 3-D printing teknikker. “Denne tilnærmingen gjør komplekse, funksjonelle, multi-del robot samlinger som bruker hydraulisk kraft overføring for å automatisk bli fabrikkert,” sier McCurdy og co.
Vi ser frem til å se hva de kommer opp med.
Ref: arxiv.org/abs/1512.03744 : Utskriftsvennlig Hydraulikk: En Metode for å Fabrikkere Roboter av 3-D-Co-Utskrift faste stoffer og Væsker