天津大年夜学最新研发：3D打印软性机械人

像一只机动的尺蠖，牢牢地捉住圆形管，在一伸一缩中蜿蜒前行。

软性机器人因其较高的柔性和对人体安全等优点，在近几年得到了持续广泛的关注。
而3D打印的上风便是制造繁芜形体、繁芜构造而且不须要后续加工，可一次成型。
打印免组装构造，是3D打印技能制造软性机器人近年来一个比较范例的运用。

(图片解释：基于薄膜气缸的新型气动人工肌肉设计理念及其运用处景)

近日，天津大学左思洋、刘建彬课题组提出了一种基于薄膜气缸的新型模块化柔性驱动方法，并通过根据详细运用改变排列组合办法以及合理支配连接方案，将其运用于人工肌肉和管道爬行机器人中。
该方法基于一次3D打印成型的制造技能，省却了传统机电设备加工制造中的装置流程，大幅降落了驱动模块的制造本钱和周期，且具备耗宇量小、动态相应高、可靠性高、对运用处景适应性强等特点。
该成果2021年1月初在线揭橥在《美国电气电子工程师学会机器人和自动化快报（ IEEE Robotics and Automation Letters）》上。

(图片解释：基于薄膜气缸的管道爬行机器人设计理念)

“每一个薄膜气缸就好比人体的一小块肌肉，或者爬虫的一个‘节’，只不过是用热塑性聚氨酯材料做的。
”刘建彬阐明说，采取这种新型薄膜气缸构造是团队的“奇思妙想”，如果把这个构造比喻成一个基本的肌肉单元，那根据不同的运用需求再对这些单元的连接办法进行排列组合和布局连接，就像是把一个个的肌肉单元连接起来形成一整块肌肉，然后再运用于不同场景，而整块“肌肉”的制造过程则采取了3D打印技能，一次成型。

基于此创意，课题组首先提出了一种新型气动人工肌肉，可运用于柔性外骨骼等人机交互装备的驱动中。
气动即以压缩空气为动力源，带动机械完成伸缩或旋转动作。
与传统气动人工肌肉比较，该设计最突出的特点是不会产生厚度方向的膨胀，从而避免了对人体的挤压。
此外，课题组还提出了一种新型气动管道爬行机器人，可运用于工业管道举动步伐的检讨和实时监控。
该管道爬行机器人采取仿生尺蠖事理，通过奥妙支配薄膜气缸单元之间的连接，实现机器人在管道内、外壁面爬行。
柔性驱动办法的运用使该机器人能够适应大范围管道直径的变革，并可应对直管、弯管、竖管、水平管以及各种角度倾斜管运用处景，同机遇器人可承受自重80倍以上负载。

由于采取了气动的方法驱动，软性机器人只能拖着长长的气管尾巴事情。
如果将传感器集成到设备中，也就能去掉这些气管尾巴，使机器人更独立精细，而这是科学家们未来的努力方向。

来源：中国青年报客户端