Модульный робот непрерывного действия на основе оригами трубок

Прототип робота. Предоставлено: Он в al, SSRN (2023). DOI: 10.2139/ssrn.4455959

Оригами, азиатское искусство складывания бумаги для создания 3D-декоративных форм, может стать ценным источником вдохновения для создания модульных роботизированных конструкций. Это связано с тем, что он предлагает предопределенные модели и шаблоны, с помощью которых 2D-листы материалов могут быть превращены в сложные 3D-структуры с различными механическими свойствами.

Исследователи из Университета Гуанчжоу, Университета Яньшань и других университетов в Китае недавно создали нового модульного робота непрерывного действия, построенного из серии трубок, основанных на определенной складке оригами, известной как складка Миура. Этот робот, представленный в препринте, опубликованном на SSRN, может сжиматься и сгибаться по определенным шаблонам для выполнения различных задач.

Складка Миура - это узор оригами, который приводит к складыванию плоской поверхности в структуру с меньшей площадью. Эта складка была использована для создания различных технологий, включая большие солнечные панели для спутников, которые могут быть запущены в сложенном виде, а затем раскрыты в космосе.

В рамках своего исследования Хе, Вэнь и их коллеги использовали эту складку для создания гибких трубок, которые затем послужили основой их робота. Эти трубы основаны на листе поливинилхлорида (ПВХ), прочного материала, который иногда используется для создания медицинских устройств, труб и изоляции кабелей.

Этот материал обладает несколькими выгодными характеристиками, в том числе гибкостью и высокой устойчивостью при изгибе или сжатии. В результате трубы, которые служат основой модульного робота, являются гибкими и могут сгибаться, сжиматься и скручиваться без поломки.

Чтобы оценить жизнеспособность их конструкции и надежность оригами-структур, на которых она основана, исследователи создали прототип робота, изготовленного из трех гибких трубчатых модулей.

«Три отдельные стальные проволоки приводят в движение каждый модуль для достижения независимого сжатия или изгиба», — объяснили Хе, Вэнь и их коллеги в своей статье.

Он, Вэнь и их коллеги оценили свой прототип в серии экспериментов и обнаружили, что он может успешно выполнять две разные задачи. Первая заключается в стыковке к его основанию в узком пространстве, а вторая, требующая установки магнитного захвата в верхней части его конструкции, позволяет осуществлять удержание и подъем предметов.

Оригинал статьи: Junfeng He et al, A Modular Continuous Robot Constructed by Miura-Derived Origami Tubes, SSRN (2023). DOI: 10.2139/ssrn.4455959 🔗