Kā 3D drukāt ar hidrauliski darbināmu robotu

Šķidrums ir svarīga, ja arī nepietiekami novērtēta, sastāvdaļa mūsdienu robotikā. Tās galvenā loma ir ģenerēt, kontrolēt un pārraidīt jaudu sarežģītās ierīcēs — inženierzinātnē, kas pazīstama kā hidraulika.

Viena problēma ar hidrauliskajiem komponentiem ir tāda, ka spiediena cauruļvadi, kas nepieciešami, lai tas viss darbotos, bieži tiek uzskatīts par sistēmu, kas ir vairāk vai mazāk neatkarīga no pārējās ierīces.

Tas būtiski ietekmē veidu, kā roboti tiek projektēti un būvēti. Hidraulika ievērojami palielina robotu uzbūves, darbības un apkopes sarežģītību un laiku.

Šodien šķiet, ka tas mainīsies, pateicoties Roberta Makkurdija un draugu darbam MIT. Šie puiši ir pārveidojuši 3-D printeri, lai padarītu to spējīgu iekļaut hidrauliku jebkurā dizainā.

Tas ļauj pirmo reizi projektēt un uzbūvēt hidrauliskās mašīnas vienā solī. Viņi saka, ka līdz šim nebija līdzekļu, kā izturīgus, augstas veiktspējas spēka pārvades elementus tieši iekļaut 3-D drukātajā daļā.

Pieeja ir vienkārša. Vismodernākie 3-D printeri spēj drukāt vairākus materiālus vienlaikus. Tas ir noderīgi, jo ļauj tiem iekļaut materiālus ar dažādām īpašībām, piemēram, elastību, krāsu utt.

Šie 3D printeri darbojas, veidojot 3D formas pa vienam slānim. Vispirms viņi ievieto šķidras tintes pilienu vietā un nekavējoties sasmērē to ar ultravioleto gaismu, lai to sacietētu vai sacietētu. Viņi ievieto pilienu blakus un sacietē un tā tālāk, lai izveidotu pirmo slāni. Nākamais slānis iet virs šī.

MacCurdy un co ideja ir apstrādāt hidraulisko šķidrumu tāpat kā jebkuru citu printera materiālu. Viņi to dara, nomainot cietinātās printera tintes tvertni ar šķidruma rezervuāru, ko nevar sacietēt UV gaismā un tādējādi tas paliek šķidrs. Runājot par dizainu, tie apstrādā šķidrumu tieši tāpat kā citus materiālus.

Priekšrocības ir daudzveidīgas. Šī pieeja nekavējoties ļauj izveidot objektus, kas satur sarežģītas ar šķidrumu pildītas ķēdes. Tā kā šīs ķēdes ir slēgtas, spiediena pielikšana vienā ķēdes galā pārnes spēku pa to.

Un mūsdienu drukas materiālu elastība nozīmē, ka šīs spiediena izmaiņas ir iespējams pārvērst arī mehāniskā kustībā un otrādi.

MacCurdy un co ieviesa šo tehniku, izdrukājot vairākas hidrauliskās ierīces. Piemēram, tie izdrukā zobratu sūkni — būtībā ir savienotu zobratu pāri caurulē, kas, griežoties, pārvieto šķidrumu, kas ir iesprostots starp zobiem. Tas sūknē šķidrumu vienā virzienā, bet neļauj tam plūst atpakaļ, jo zobi cieši pieguļ viens otram.

Viņi arī izdrukāja silfona izpildmehānismu, lai pārnestu spēku caur šķidrumu. Visbeidzot viņi izdrukāja ar šķidrumu darbināmu satvērēju komplektu, kas izgatavots no mīkstas, silikona gumijas, kas spēj uztvert smalkus priekšmetus, piemēram, olas.

Noderīgi, MacCurdy un kolēģi izklāsta, ko viņi ir iemācījušies, lai nodrošinātu sava veida rokasgrāmatu ikvienam, kas domā izmēģināt tos pašus trikus (lai gan viņiem būs nepieciešams tāds pats augstākās klases printeris — Stratasys Objet260 Connex, šajā gadījumā).

Tas ir iespaidīgs darbs, kas ievērojami paplašina 3-D drukas tehnikas iespējas. Šī pieeja ļauj automātiski izgatavot sarežģītas, funkcionālas, vairāku daļu robotu komplektus, kas izmanto hidraulisko spēka pārnesi, saka McCurdy un co.

Ar nepacietību gaidīsim, ko viņi izdomās.

Atsauce: http://arxiv.org/abs/1512.03744 : Drukājama hidraulika: metode robotu izgatavošanai, izmantojot 3-D kopdrukāšanu cietām un šķidrām vielām

paslēpties