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研究人员使用自动折叠的折纸材料制作机器人
2020年09月27日    阅读量:886    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

研究人员已经证明,受激折线启发的技术如何使他们设计出能够响应环境刺激而自动重新配置为新的二维(2-D)形状和三维(3-D)结构的材料薄片。研究人员创造了各种机器人设备作为该方法的概念证明。


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北卡罗莱纳州立大学机械与航空航天工程学助理教授杰因(Jin Yin)说:“这是我们知道的第一种情况中国机械网okmao.com


其中2D 折纸模式可以自动将其自身重塑为不同的3D结构,而无需机械输入” 关于这项工作的论文的作者。“相反,我们以热能的形式施加能量,材料本身会重新排列。”


Kirigami是一种艺术形式,其中将单张纸切割并折叠以创建新的形状和结构。


新的“主动式折纸”概念依赖于三层材料,该材料由两个对热不敏感的外层和一个在中间对热响应收缩的聚合物层组成。


材料的形状和结构以两种方式控制。贯穿所有三层的贯穿切口可控制材料的运动范围。


穿过外层并暴露出热响应性聚合物的蚀刻,可以控制材料折叠的角度和方向以及折叠的程度。当材料折叠时,它会打开通孔,从而将薄片的形状转变为2D或3D设计。


可以看到下面的视频,演示了活跃的折纸如何工作:


尹说:“我们可以制作出具有相同通孔图案的2-D模板,并通过对蚀刻进行一些细微的改动,将其用于创建许多不同的3-D结构。” 


“这有效地使活动的折纸可以编程。”


作为其概念验证的一部分,研究人员使用其折纸方法创建了一套热响应式折纸机器,其中包括简单的抓取装置和自动折叠盒。


研究人员还创造了一个具有krigami身体和气动腿的软机器人。通过切换身体的方向,研究人员可以快速重新调整腿的位置,从而改变机器人的运动方向。概念验证机器的视频:


尹说:“我们在这项工作中使用了温度响应性聚合物,但是没有理由认为其他刺激响应性聚合物材料(例如光敏液晶)也不会起作用。” 


“我们很高兴探索这些可编程的,活跃的折纸材料的潜在应用范围。”


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