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作者:滕继濮,夏天一,张志新,于乐 来源:科技日报 发布时间:2024/10/17 20:54:03
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研究开发出基于织物工程设计的编织气动软机器人

 

10月17日,记者从江南大学纺织研究所获悉,该校孙丰鑫副研究员团队利用工业编织技术灵活定制纱线组合,开发出一种基于织物工程设计的编织气动软机器人。相关成果发表在期刊《细胞手机版物理app》上。

概述图

如今,可穿戴设备正逐渐进入大众视野。不过,传统可穿戴设备大多采用硬质材料,如辅助病人行走的外骨骼机器人等。然而,针对特殊应用场景和需求,如何让可穿戴设备更加柔和、安全和穿戴舒适,同时具备灵活、精准的变形能力,是近年来柔性传感技术研究人员正在思考的问题。

在这一背景下,智能软机器人的概念应运而生。目前,大多数柔性传感器与驱动器的集成大多依赖铸造、粘合或明升手机涂层等方法,这种“附加式”设计容易导致材料间界面应力不兼容,影响机器人的运动性能和稳定性。

编制执行器的结构与性能

编织层的表征和编织致动器的致动性能

双向弯曲编织执行器的驱动性能

用于自感知执行器的应变传感纱线的传感性能

团队负责人孙丰鑫介绍,传统的软气动驱动器通常采用硅胶等弹性材料,充气时会产生全方位的“气球式”膨胀,变形操控性较差。而该研究团队所研制的编织驱动器,是以织物结构和材料组合、运用经纬纱双系统的机织工艺设计而成,通过定制化设计编织层不同区域的纱线张力形态,有效控制不同区域的弹性差异,从而实现了气动机器人的“智能”变形。

此外,内置的应变感知纱线是该技术的另一大亮点。研究人员利用创新的织物编程设计方法,使得编织气动软机器人具备了自感应和智能反馈的功能,这一功能使得驱动器能够在复杂、不可见的环境中也能自我调节,可以有效避免传统“附加式”传感器带来的界面应力不兼容问题。

孙丰鑫表示,该软机器人集成了定向驱动、双侧弯曲及自感知功能,在医疗护理和安全人机交互等领域有着独特优势和广阔前景。

编织执行器在软夹持器和医疗保健可穿戴设备中的应用

(受访者供图)

(原题:我科研团队开发出基于织物工程设计的编织气动软机器人)

 
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