研究人员已开发出一款轻便的流体发动机,该发动机可为模拟肌肉的软体机器人提供动力,使其可用于辅助装置。这款新发动机的不同之处在于其无需与外部电源相连即可产生强大的动力。
北卡罗来纳州立大学机械与航空航天工程副教授、论文通讯作者郝苏表示:“由流体发动机(如液压或气动发动机)驱动的软体机器人能以刚性机器人无法做到的方式模拟肌肉的行为。”
“这使得这些机器人在辅助装置中尤其具有吸引力,因为它们可以改善人们上肢或下肢的活动能力。”
然而,大多数流体发动机在物理上都与外部电源相连,如大型空气压缩机,这大大限制了它们的实用性。而之前那些未与外部电源相连的流体发动机则无法产生很大的动力,这也限制了它们的实用性。
郝苏说:“我们的工作解决了这两个挑战。我们的流体发动机无需与外部电源相连,但仍能产生高达580牛顿的力。”
这款新发动机的工作原理是通过将油液泵入和泵出软体机器人中的一个腔室,使软体机器人充当人工肌肉进行伸缩和放松。流体发动机的泵由电池供电的高扭矩电机驱动,使其能够产生足够的压力,从而使人工肌肉产生强大的动力。
在概念验证测试中,研究人员不仅评估了新发动机可以产生的动力大小,还评估了发动机将电能转化为流体动力的效率。
论文的第一作者、北卡罗来纳州立大学博士后研究员安东尼奥·迪拉洛表示:“我们发现,我们能够在不增加流体发动机重量的前提下,为无绳发动机产生前所未有的动力。”
“我们流体发动机的最大效率高于之前的便携式无绳发动机。”