Задвижващите механизми с меко микроизгаряне отключват експлозивно движение на робота

Повечето роботи използват електрически задвижващи механизми, но това малко момче е много по-силно. Изследователите са създали нов тип миниатюрен двигател с вътрешно горене, който дава на този малък робот жаба експлозивни способности за скачане, както и фин контрол на движението.

Идеята за робот, работещ с горивно гориво, изглежда от миналия век, но като екип от Лабораторията по органична роботика на университета Корнел посочва, днешните батерии са тежки и не носят много енергия – така че има ограничения за това колко производителност можете да получите от електрическите задвижващи механизми.

Тези граници са много по-високи, ако преминете към енергийно плътни химически горива, така че екипът се зае с проектирането на очарователен нов тип бърз, високочестотен роботизиран задвижващ механизъм, който работи много като обикновен двигател с вътрешно горене.

Някъде около 5 мм (0,2 инча) в диаметър, тези малки задвижващи механизми приемат метан и кислород в проста горивна камера от 0,09 мл и я запалват с искра. Камерата е покрита отгоре с високоеластична силиконова мембрана Dragon Skin, която действа малко като буталото в автомобилен двигател, като се разтяга, за да разшири обема на камерата, докато горивото гори, след което се възстановява бързо, за да изтласка изгорелите газове навън вентилационни отвори отстрани.

Всичко това се случва много бързо, но крайният резултат е следният: колкото по-голям е взривът, толкова повече мембраната изскача. Задвижващите механизми могат да се справят с удари, които разширяват обема на камерата с до 140%, представляващи сили, по-големи от 9,5 N, и те също са бързи, като работят при честоти над 100 цикъла в секунда, ако е необходимо.

Екипът на Cornell вгради 3D-отпечатани прототипи на тези малки горивни задвижващи механизми над подложките на краката на малък, твърд четирикрак робот жаба, така че всеки път, когато мембраната на определен задвижващ механизъм изскочи, кракът се избутва надолу. Те проектираха контролна схема, която можеше да променя честотата на искрата, съотношението на еквивалентност на горивото и потока на горивото на задвижващите механизми, след това свързаха тези контроли за двата леви и двата десни крака и след това се заеха да видят какво могат да накарат робота да направи.

Успешно са го накарали да пълзи напред с вибрираща походка и да подскача напред на различни височини, включително подскачане на по-високи повърхности. Те създадоха подобно на змия ходене напред, базирано на въртене, и го накараха да се върти по посока на часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка на място.

Доказвайки експлозивните способности на задвижващия механизъм, те накараха робота да скочи на впечатляващите 56 см (1,8 фута) във въздуха и демонстрираха, че той може да се движи върху множество различни твърди повърхности, с високо и ниско триене и хлабави повърхности. И те го натовариха с 32 грама тегло на товара – повече от 22 пъти собственото телесно тегло на робота – и показаха, че все още могат да контролират движението му.

В крайна сметка тези малки задвижващи механизми биха могли да дадат на роботизаторите удобна допълнителна опция, когато са необходими супер бързи движения – представете си, ако Atlas имаше способността да подпомага експлозивно хидравликата на краката си, например, или да хвърли удар, задвижван от горене. Ейп.

Изследването е достъпно в списанието Наука. Вижте видеоклип по-долу. Извинения за музиката, не можах да се сдържа.

Източник: чрез IEEE спектър