Nature.com сайтаар зочилсонд баярлалаа.Та хязгаарлагдмал CSS дэмжлэгтэй хөтчийн хувилбарыг ашиглаж байна.Хамгийн сайн ашиглахын тулд бид танд шинэчилсэн хөтөч ашиглахыг зөвлөж байна (эсвэл Internet Explorer-д нийцтэй байдлын горимыг идэвхгүй болгох).Нэмж дурдахад, байнгын дэмжлэгийг хангахын тулд бид сайтыг хэв маяг, JavaScript-гүй харуулж байна.
Гурван слайдаас бүрдсэн тойргийг нэг дор харуулна.Өмнөх болон Дараагийн товчийг ашиглан гурван слайдыг нэг дор гүйлгэх, эсвэл төгсгөлд байрлах гулсагч товчлуурыг ашиглан гурван слайдыг нэг дор гүйлгэж болно.
Нэхмэл болон хиймэл булчинг хослуулан ухаалаг нэхмэл эдлэл бий болгох нь шинжлэх ухаан болон үйлдвэрлэлийн нийгэмлэгийн анхаарлыг ихээхэн татаж байна.Ухаалаг нэхмэл эдлэл нь дасан зохицох тохь тух, объектод өндөр зэрэгтэй нийцэх зэрэг олон давуу талтай бөгөөд хүссэн хөдөлгөөн, хүчийг идэвхтэй идэвхжүүлдэг.Энэ нийтлэлд шингэнээр ажилладаг хиймэл булчингийн утаснуудыг нэхэх, нэхэх, наах янз бүрийн аргуудыг ашиглан хийсэн програмчлагдсан ухаалаг даавууны шинэ ангиллыг танилцуулж байна.Сүлжмэл болон нэхмэл даавууны суналтын хүчний харьцааг тодорхойлох математик загварыг боловсруулж, дараа нь түүний хүчинтэй байдлыг туршилтаар шалгасан.Шинэ "ухаалаг" нэхмэл эдлэл нь өндөр уян хатан чанар, нийцтэй байдал, механик програмчлалын онцлогтой бөгөөд олон төрлийн хөдөлгөөн, хэв гажилтыг өргөн хүрээний хэрэглээнд ашиглах боломжийг олгодог.Сунгах (65% хүртэл), талбайн тэлэлт (108%), радиаль тэлэлт (25%), гулзайлтын хөдөлгөөн зэрэг хэлбэрийг өөрчлөх янз бүрийн тохиолдлуудыг туршилтын баталгаажуулалтаар хийсэн ухаалаг нэхмэлийн төрөл бүрийн прототипүүдийг бүтээсэн.Биомиметик хэлбэрийн бүтцийг бий болгохын тулд идэвхгүй уламжлалт эдийг идэвхтэй бүтэц болгон өөрчлөх тухай ойлголтыг мөн судалж байна.Санал болгож буй ухаалаг нэхмэл эдлэлүүд нь ухаалаг зүүдэг төхөөрөмж, мэдрэгчтэй систем, биомиметик зөөлөн робот, зүүдэг электроникийг хөгжүүлэхэд түлхэц болно гэж үзэж байна.
Хатуу роботууд бүтэцтэй орчинд ажиллахад үр дүнтэй байдаг ч орчинг өөрчлөх үл мэдэгдэх нөхцөлтэй холбоотой асуудал тулгардаг бөгөөд энэ нь хайлт, хайгуулд ашиглахыг хязгаарладаг.Байгаль нь гадны хүчин зүйл, олон янз байдлыг шийдвэрлэх олон шинэлэг стратегиар биднийг гайхшруулсаар байна.Жишээлбэл, авирах ургамлын шөрмөс нь тохирох тулгуур хайж олохын тулд үл мэдэгдэх орчинг судлахын тулд гулзайлгах, эргүүлэх зэрэг олон төрлийн хөдөлгөөнийг гүйцэтгэдэг1.Сугар ялааны хавх (Dionaea muscipula) навчан дээрээ мэдрэмтгий үстэй байдаг бөгөөд өдөөх үед олзоо барихын тулд байрандаа наалддаг2.Сүүлийн жилүүдэд хоёр хэмжээст (2D) гадаргуугаас биологийн бүтцийг дуурайлган гурван хэмжээст (3D) хэлбэрт шилжсэн биетүүдийн хэв гажилт буюу хэв гажилт нь судалгааны сонирхолтой сэдэв болоод байна3,4.Эдгээр зөөлөн роботын тохиргоо нь өөрчлөгдөж буй орчинд дасан зохицохын тулд хэлбэрээ өөрчилдөг, олон төрлийн хөдөлгөөнийг идэвхжүүлж, механик ажил гүйцэтгэхэд хүч хэрэглэдэг.Тэдний цар хүрээ нь байршуулах5, дахин тохируулах боломжтой, өөрөө эвхэгддэг робот6,7, биоанагаах хэрэгсэл8, тээврийн хэрэгсэл9,10, өргөтгөх боломжтой электрон хэрэгсэл11 зэрэг өргөн хүрээний роботын хэрэглээг хамарсан.
Идэвхжүүлснээр гурван хэмжээст цогц бүтэц болж хувирдаг программчлагдах хавтгай хавтанг боловсруулахын тулд маш их судалгаа хийсэн.Деформацтай бүтцийг бий болгох энгийн санаа бол өдөөлтөд өртөх үед уян хатан, үрчлээстэй янз бүрийн материалын давхаргыг хослуулах явдал юм12,13.Жанбаз нар.14 ба Ли нар.15 нь халуунд мэдрэмтгий олон төрлийн деформацтай роботуудыг бүтээхийн тулд энэхүү үзэл баримтлалыг хэрэгжүүлсэн.Оригами дээр суурилсан өдөөлтөд хариу үйлдэл үзүүлэх элементүүдийг агуулсан бүтцийг гурван хэмжээст нарийн төвөгтэй бүтцийг бий болгоход ашигласан16,17,18.Биологийн бүтцийн морфогенезээс санаа авсан Эммануэль нар.Хэлбэрийн гажигтай эластомерууд нь резинэн гадаргуу доторх агаарын сувгийг зохион байгуулах замаар бүтээгдсэн бөгөөд даралтын дор нарийн төвөгтэй, дурын гурван хэмжээст хэлбэрт хувирдаг.
Нэхмэл эдлэл эсвэл даавууг хэв гажилттай зөөлөн робот болгон нэгтгэх нь олон нийтийн сонирхлыг татсан өөр нэг шинэ концепцийн төсөл юм.Нэхмэл эдлэл нь нэхэх, нэхэх, сүлжих, зангидах гэх мэт нэхэх техникээр утсаар хийсэн зөөлөн, уян хатан материал юм.Даавууны уян хатан байдал, уян хатан байдал, уян хатан чанар, амьсгалах зэрэг гайхалтай шинж чанарууд нь хувцаснаас авахуулаад эмнэлгийн хэрэглээ хүртэл маш их алдартай болгодог20.Нэхмэл эдлэлийг робот техникт оруулах гурван өргөн арга зам байдаг21.Эхний арга бол нэхмэл эдлэлийг бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн идэвхгүй дэвсгэр эсвэл суурь болгон ашиглах явдал юм.Энэ тохиолдолд идэвхгүй нэхмэл эдлэл нь хатуу эд ангиудыг (мотор, мэдрэгч, цахилгаан хангамж) зөөвөрлөхөд хэрэглэгчдэд тав тухтай байдлыг хангадаг.Ихэнх зөөлөн өмсдөг роботууд эсвэл зөөлөн экзоскелетууд ийм хандлагад багтдаг.Жишээлбэл, алхах хэрэгсэлд зориулсан зөөлөн элэгддэг экзосклетонууд 22, тохойн тусламжийн хэрэгсэл 23, 24, 25, гар, хурууны туслах зориулалттай зөөлөн элэгддэг бээлий 26, бионик зөөлөн роботууд 27.
Хоёрдахь арга нь нэхмэл эдлэлийг зөөлөн робот төхөөрөмжийн идэвхгүй, хязгаарлагдмал бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашиглах явдал юм.Нэхмэл эдлэлд суурилсан идэвхжүүлэгч нь энэ ангилалд багтдаг бөгөөд даавууг ихэвчлэн дотоод хоолой эсвэл камерыг агуулсан гадна сав болгон бүтээж, зөөлөн эслэгээр бэхжүүлсэн идэвхжүүлэгч үүсгэдэг.Гадны пневматик эсвэл гидравлик эх үүсвэрт өртөх үед эдгээр зөөлөн идэвхжүүлэгч нь анхны бүтэц, тохиргооноос хамааран сунах, гулзайлгах, мушгирах зэрэг хэлбэрийн өөрчлөлтөд ордог.Тухайлбал, Талман нар.Даавуун халааснаас бүрдэх ортопедийн шагайны хувцсыг хөлний хөлийг сэргээхэд хөнгөвчлөх зорилгоор нэвтрүүлсэн28.Янз бүрийн сунах чадвартай нэхмэлийн давхаргыг нэгтгэж, анизотроп хөдөлгөөнийг бий болгож болно 29 .OmniSkins – төрөл бүрийн зөөлөн идэвхжүүлэгч болон субстрат материалаар хийгдсэн зөөлөн робот арьс нь идэвхгүй объектуудыг олон төрлийн хөдөлгөөн, хэв гажилтыг янз бүрийн хэрэглээнд гүйцэтгэх чадвартай олон үйлдэлт идэвхтэй робот болгон хувиргаж чаддаг.Жу нар.сунгах, гулзайлгах, янз бүрийн хэв гажилтын хөдөлгөөнийг бий болгож чадах шингэн эдийн булчингийн хуудас31 бүтээжээ.Бакнер нар.Үйлдлийн утаснуудыг ердийн эдэд нэгтгэж, идэвхжүүлэх, мэдрэх, хувьсах хөшүүн чанар зэрэг олон функц бүхий робот эдийг бий болгоно32.Энэ ангиллын бусад аргуудыг 21, 33, 34, 35-р нийтлэлээс олж болно.
Зөөлөн робот техникийн салбарт нэхмэлийн дээд зэргийн шинж чанарыг ашиглах сүүлийн үеийн арга бол нэхэх, нэхэх, нэхэх зэрэг уламжлалт нэхмэлийн үйлдвэрлэлийн аргуудыг ашиглан ухаалаг нэхмэл эдлэл бүтээхийн тулд реактив буюу өдөөлтөд хариу үйлдэл үзүүлэх утас ашиглах явдал юм21,36,37.Материалын бүтцээс хамааран реактив утас нь цахилгаан, дулааны эсвэл даралтын нөлөөнд өртөх үед хэлбэр өөрчлөгдөхөд хүргэдэг бөгөөд энэ нь даавууны деформацид хүргэдэг.Уламжлалт нэхмэл эдлэлийг зөөлөн робот системд нэгтгэсэн энэ аргад нэхмэлийн хэлбэрийг өөрчлөх нь гаднах давхаргад бус дотоод давхаргад (утас) явагддаг.Иймээс ухаалаг нэхмэл эдлэлүүд нь олон төрлийн хөдөлгөөн, програмчлагдсан хэв гажилт, сунгах чадвар, хөшүүн байдлыг тохируулах чадвараараа маш сайн зохицуулалтыг санал болгодог.Жишээлбэл, хэлбэр санах ойн хайлш (SMAs) болон хэлбэрийн санах ойн полимерууд (SMPs) нь дулааны өдөөлтөөр дамжуулан хэлбэрээ идэвхтэй хянахын тулд даавуунд оруулж болно, тухайлбал hemming38, үрчлээ арилгах36,39, хүрэлцэх болон мэдрэгчтэй хариу үйлдэл40,41, түүнчлэн дасан зохицох чадвар. өмсөж болох хувцас.төхөөрөмжүүд 42.Гэсэн хэдий ч дулааны энергийг халаах, хөргөхөд ашиглах нь удаан хариу үйлдэл үзүүлэх, хөргөх, хянахад хүндрэлтэй байдаг.Саяхан Хирамицу нар.МакКиббений нарийн булчингууд43,44, пневматик хиймэл булчингууд нь сүлжмэлийн бүтцийг өөрчлөх замаар янз бүрийн хэлбэрийн идэвхтэй нэхмэл даавууг бий болгохын тулд нугалах утас болгон ашигладаг45.Хэдийгээр энэ арга нь өндөр хүчийг өгдөг боловч McKibben булчингийн шинж чанараас шалтгаалан түүний тэлэлтийн хурд хязгаарлагдмал (<50%) бөгөөд жижиг хэмжээтэй (диаметр < 0.9 мм) хүрэх боломжгүй байдаг.Үүнээс гадна хурц өнцөг шаарддаг нэхэх аргуудаас ухаалаг нэхмэлийн хэв маягийг бий болгоход хэцүү байсан.Ухаалаг нэхмэлийн өргөн хүрээг бий болгохын тулд Maziz et al.Цахилгаан эрчим хүч мэдрэмтгий полимер утсыг нэхэх, нэхэх замаар цахилгаан идэвхтэй элэгддэг нэхмэл эдлэлүүдийг бүтээсэн.
Сүүлийн жилүүдэд өндөр эрчилсэн, хямд полимер утаснаас бүтсэн шинэ төрлийн халуунд мэдрэмтгий хиймэл булчин гарч ирэв47,48.Эдгээр утаснууд нь худалдаанд байдаг бөгөөд хямд үнэтэй ухаалаг хувцас үйлдвэрлэхийн тулд нэхэх эсвэл нэхэхэд хялбар байдаг.Хөгжил дэвшлийг үл харгалзан эдгээр шинэ халуунд мэдрэмтгий нэхмэл эдлэлүүд нь халаах, хөргөх хэрэгцээ (жишээлбэл, температурын хяналттай нэхмэл эдлэл) эсвэл хүссэн хэв гажилт, хөдөлгөөнийг бий болгохын тулд програмчлагдсан сүлжмэл болон нэхмэлийн нарийн төвөгтэй загвар гаргахад хүндрэлтэй зэргээс шалтгаалан хариу өгөх хугацаа хязгаарлагдмал байдаг. .Жишээ нь бидний санал болгож буй радиаль өргөтгөл, 2D-ээс 3D хэлбэрийг өөрчлөх эсвэл хоёр чиглэлтэй өргөтгөл орно.
Дээр дурдсан эдгээр бэрхшээлийг даван туулахын тулд энэ нийтлэлд саяхан нэвтрүүлсэн зөөлөн хиймэл булчингийн утаснаас (AMF) хийсэн шингэнээр удирддаг шинэ ухаалаг нэхмэл эдлэлийг танилцуулж байна49,50,51.AMF нь маш уян хатан, өргөтгөх чадвартай бөгөөд 0.8 мм диаметртэй, том урттай (хамгийн багадаа 5000 мм) хүртэл багасгаж, өндөр харьцаа (урт ба диаметр), түүнчлэн өндөр суналт (хамгийн багадаа 245%), өндөр эрчим хүчийг санал болгодог. үр ашиг, 20 Гц-ээс бага хурдан хариу үйлдэл).Ухаалаг нэхмэл эдлэлийг бий болгохын тулд бид AMF-ийг идэвхтэй утас болгон сүлжмэл болон нэхэх техникээр дамжуулан 2D идэвхтэй булчингийн давхарга үүсгэдэг.Бид эдгээр "ухаалаг" эдүүдийн тэлэлтийн хурд, агшилтын хүчийг нийлүүлж буй шингэний хэмжээ, даралтын хувьд тоон байдлаар судалсан.Сүлжмэл болон нэхмэл хуудасны суналтын хүчний хамаарлыг тогтоох аналитик загваруудыг боловсруулсан.Мөн бид хоёр чиглэлтэй өргөтгөл, гулзайлгах, радиаль тэлэлт, 2 хэмжээстээс 3 хэмжээст рүү шилжих чадвар зэрэг олон төрлийн хөдөлгөөнд зориулагдсан ухаалаг нэхмэлийн хэд хэдэн механик програмчлалын аргуудыг тайлбарласан.Бидний арга барилын хүч чадлыг харуулахын тулд бид AMF-ийг арилжааны даавуу эсвэл нэхмэл эдлэлд нэгтгэж, тэдгээрийн тохиргоог идэвхгүй байдлаас идэвхтэй болгож янз бүрийн хэв гажилт үүсгэдэг.Бид энэ үзэл баримтлалыг хэд хэдэн туршилтын вандан сандал дээр харуулсан бөгөөд үүнд утсыг програмчлах боломжтой гулзайлгаж хүссэн үсгийг гаргаж авах, хэлбэр өөрчлөх биологийн бүтцийг эрвээхэй, дөрвөн хөлт бүтэц, цэцэг гэх мэт объектын хэлбэрт оруулах.
Нэхмэл эдлэл нь утас, утас, утас зэрэг нэг хэмжээст утаснаас үүссэн уян хатан хоёр хэмжээст бүтэц юм.Нэхмэл эдлэл нь хүн төрөлхтний хамгийн эртний технологиудын нэг бөгөөд тав тух, дасан зохицох чадвар, амьсгалах чадвар, гоо зүй, хамгаалалт зэргээрээ амьдралын бүхий л салбарт өргөн хэрэглэгддэг.Ухаалаг нэхмэл эдлэлийг (ухаалаг хувцас эсвэл робот даавуу гэж нэрлэдэг) роботын хэрэглээнд асар их боломж байгаа тул судалгаанд улам бүр ашиглагдаж байна20,52.Ухаалаг нэхмэл эдлэлүүд нь хүний зөөлөн биеттэй харьцах туршлагыг сайжруулж, тодорхой ажлуудыг гүйцэтгэхийн тулд нимгэн, уян даавууны хөдөлгөөн, хүчийг удирдаж болох талбарт парадигмын өөрчлөлтийг бий болгоно гэж амлаж байна.Энэхүү нийтлэлд бид сүүлийн үеийн AMF49-д суурилсан ухаалаг нэхмэл эдлэл үйлдвэрлэх хоёр хандлагыг судлах болно: (1) уламжлалт нэхмэлийн үйлдвэрлэлийн технологийг ашиглан ухаалаг нэхмэл эдлэл бүтээхийн тулд AMF-ийг идэвхтэй утас болгон ашиглах;(2) хүссэн хөдөлгөөн, хэв гажилтыг идэвхжүүлэхийн тулд AMF-ийг уламжлалт даавуунд шууд оруулна.
AMF нь гидравлик эрчим хүчийг хангах дотоод силикон хоолой ба түүний радиаль тэлэлтийг хязгаарлах гадаад мушгиа ороомогоос бүрдэнэ.Тиймээс AMF нь даралт өгөхөд уртаашаа сунадаг бөгөөд дараа нь даралт сулрах үед анхны урт руугаа буцах агшилтын хүчийг харуулдаг.Эдгээр нь уян хатан чанар, жижиг диаметр, урт урт зэрэг уламжлалт утастай төстэй шинж чанартай байдаг.Гэсэн хэдий ч AMF нь ердийнхөөс илүү хөдөлгөөн, хүч чадлын хувьд илүү идэвхтэй, хяналттай байдаг.Ухаалаг нэхмэлийн сүүлийн үеийн хурдацтай дэвшлээс санаа аван бид энд удаан хугацааны туршид бий болсон даавууны үйлдвэрлэлийн технологид AMF-ийг ашиглан ухаалаг нэхмэл эдлэл үйлдвэрлэх дөрвөн үндсэн аргыг танилцуулж байна (Зураг 1).
Эхний арга бол нэхэх явдал юм.Бид сүлжмэлийн технологийг ашиглан реактив сүлжмэл даавууг үйлдвэрлэдэг бөгөөд гидравлик хүчээр нэг чиглэлд нээгддэг.Сүлжмэл хуудас нь маш уян хатан, сунадаг боловч нэхмэл хуудаснаас илүү амархан задрах хандлагатай байдаг.Хяналтын аргаас хамааран AMF нь тусдаа эгнээ эсвэл бүрэн бүтээгдэхүүн үүсгэж болно.Хавтгай хуудаснаас гадна хоолойн сүлжмэлийн хэв маяг нь AMF-ийн хөндий бүтцийг үйлдвэрлэхэд тохиромжтой.Хоёрдахь арга нь нэхэх бөгөөд бид хоёр AMF-ийг нугас, сүлжмэл болгон ашигладаг бөгөөд хоёр чиглэлд бие даан тэлэх боломжтой тэгш өнцөгт нэхмэл хуудас үүсгэдэг.Нэхмэл хуудас нь сүлжмэл хуудаснаас илүү хяналтыг (хоёр чиглэлд) өгдөг.Мөн бид уламжлалт утсаар AMF нэхэж, зөвхөн нэг чиглэлд задлах боломжтой илүү энгийн нэхмэл хуудас хийсэн.Гурав дахь арга - радиаль тэлэлт нь нэхэх аргын нэг хувилбар бөгөөд AMP нь тэгш өнцөгт биш, харин спираль хэлбэрээр байрладаг бөгөөд утаснууд нь радиаль хязгаарлалтыг хангадаг.Энэ тохиолдолд оролтын даралтын дор сүлжих нь радиаль хэлбэрээр өргөсдөг.Дөрөв дэх арга бол AMF-ийг идэвхгүй даавууны хуудсан дээр нааж, хүссэн чиглэлд гулзайлтын хөдөлгөөнийг бий болгох явдал юм.Бид AMF-ийг ирмэгээр нь ажиллуулснаар идэвхгүй таслах самбарыг идэвхтэй таслах самбар болгон дахин тохируулсан.AMF-ийн энэхүү програмчлагдсан шинж чанар нь бид идэвхгүй объектуудыг идэвхтэй болгон хувиргах био нөлөө бүхий хэлбэрийг өөрчилдөг зөөлөн бүтцийг бий болгох тоо томшгүй олон боломжийг нээж өгдөг.Энэ арга нь энгийн, хялбар, хурдан боловч прототипийн урт наслалтыг алдагдуулж болзошгүй юм.Уншигчид эд эсийн шинж чанар тус бүрийн давуу болон сул талуудыг нарийвчлан тодорхойлсон уран зохиолын бусад аргуудыг санал болгож байна21,33,34,35.
Уламжлалт даавууг хийхэд ашигладаг ихэнх утас эсвэл утаснууд нь идэвхгүй бүтэцтэй байдаг.Энэхүү ажилд бид өмнө нь бүтээгдсэн, метрийн урт ба миллиметрээс бага диаметртэй AMF-ийг ашиглан уламжлалт идэвхгүй нэхмэлийн утсыг AFM-ээр сольж, илүү өргөн хүрээний хэрэглээнд зориулагдсан ухаалаг, идэвхтэй даавууг бий болгож байна.Дараах хэсгүүдэд ухаалаг нэхмэлийн прототип хийх нарийвчилсан аргуудыг тайлбарлаж, тэдгээрийн үндсэн үүрэг, зан үйлийг танилцуулна.
Бид сүлжмэл сүлжмэлийн техникийг ашиглан AMF-ийн гурван өмсгөлийг гараар урласан (Зураг 2А).Материалын сонголт, AMF болон прототипийн нарийвчилсан үзүүлэлтүүдийг Арга хэсгээс олж болно.AMF бүр нь тэгш хэмтэй гогцоо үүсгэдэг ороомгийн замыг (бас маршрут гэж нэрлэдэг) дагадаг.Мөр бүрийн гогцоонууд нь тэдгээрийн дээр ба доор байрлах эгнээний гогцоонуудаар бэхлэгддэг.Курс руу перпендикуляр нэг баганын цагиргууд нь босоо ам руу нийлдэг.Манай сүлжмэл загвар нь эгнээ бүрт долоон оёдол (эсвэл долоон оёдол) бүхий гурван эгнээнээс бүрдэнэ.Дээд ба доод цагиргууд нь тогтоогдоогүй тул бид тэдгээрийг холбогдох металл саваагаар холбож болно.Уламжлалт утастай харьцуулахад AMF-ийн хөшүүн чанар өндөр байдаг тул сүлжмэлийн загвар нь ердийн сүлжмэл даавуунаас илүү амархан задалдаг.Тиймээс бид зэргэлдээ эгнээний гогцоог нимгэн уян утастай холбосон.
Төрөл бүрийн ухаалаг нэхмэлийн прототипүүд нь AMF-ийн өөр өөр тохиргоотой хэрэгжиж байна.(A) Гурван AMF-ээр хийсэн сүлжмэл хуудас.(B) Хоёр AMF-ийн хоёр чиглэлтэй нэхмэл хуудас.(C) AMF болон нийлэг утсаар хийсэн нэг чиглэлтэй нэхмэл хуудас нь 500 грамм ачааг тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд энэ нь жингээсээ 192 дахин их (2.6 гр).(D) Нэг AMF болон хөвөн утас бүхий радиаль тэлэх бүтэц.Нарийвчилсан үзүүлэлтүүдийг "Арга" хэсгээс олж болно.
Хэдийгээр сүлжмэлийн зигзаг гогцоонууд нь янз бүрийн чиглэлд сунадаг боловч бидний загвар сүлжмэл нь хөдөлгөөний чиглэлийн хязгаарлалтаас болж даралтын дор голчлон гогцооны чиглэлд өргөсдөг.AMF бүрийг уртасгах нь сүлжмэл хуудасны нийт талбайг өргөжүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг.Тодорхой шаардлагаас хамааран бид гурван өөр шингэний эх үүсвэрээс (Зураг 2А) эсвэл 1-ээс 3 хүртэлх шингэний дистрибьютерээр дамжуулан нэг шингэний эх үүсвэрээс нэгэн зэрэг гурван AMF-ийг удирдаж болно.Зураг дээр.2А нь гурван AMP (1.2 МПа) дээр дарах үед эхний талбай нь 35% -иар нэмэгдсэн сүлжмэл прототипийн жишээг харуулж байна.Анхаарах зүйл бол AMF нь анхны уртынхаа 250%-иас багагүй өндөр сунадаг49 тул сүлжмэл хуудас нь одоогийн хувилбаруудаас ч илүү сунадаг.
Бид мөн энгийн нэхэх техникийг ашиглан хоёр AMF-ээс үүссэн хоёр чиглэлтэй нэхэх хуудсыг бүтээсэн (Зураг 2B).AMF-ийн нугас ба сүлжмэлийг зөв өнцгөөр холбож, энгийн хөндлөн хөндлөн хээ үүсгэдэг.Утас болон сүлжмэлийн утсыг хоёуланг нь ижил хэмжээтэй утаснаас хийсэн тул бидний загварчилсан сүлжмэлийг тэнцвэртэй энгийн сүлжмэл гэж ангилсан (дэлгэрэнгүйг Аргын хэсгээс үзнэ үү).Хурц атираа үүсгэж болох энгийн утаснуудаас ялгаатай нь AMF нь нэхэх загварын өөр утас руу буцахдаа тодорхой гулзайлтын радиус шаарддаг.Тиймээс AMP-ээр хийсэн нэхмэл хуудас нь ердийн нэхмэл даавуутай харьцуулахад бага нягттай байдаг.AMF төрлийн S (гадна диаметр нь 1.49 мм) хамгийн бага гулзайлтын радиус нь 1.5 мм байна.Жишээлбэл, бидний энэ нийтлэлд танилцуулж буй сүлжмэлийн загвар нь 7х7 хэмжээтэй утастай бөгөөд огтлолцол бүрийг нимгэн уян утсаар бэхэлсэн байдаг.Үүнтэй ижил нэхэх техникийг ашигласнаар та илүү олон утас авах боломжтой.
Харгалзах AMF нь шингэний даралтыг хүлээн авах үед нэхмэл хуудас нь нугас эсвэл нэхэх чиглэлд талбайгаа өргөжүүлдэг.Тиймээс бид хоёр AMP-д хэрэглэсэн оролтын даралтын хэмжээг бие даан өөрчлөх замаар сүлжсэн хуудасны хэмжээсийг (урт ба өргөн) хянадаг.Зураг дээр.2В зурагт нэг AMP (1.3 МПа) дээр дарах үед анхны талбайнхаа 44% хүртэл өргөссөн нэхмэл прототипийг харуулж байна.Хоёр AMF дээр нэгэн зэрэг даралтын нөлөө үзүүлснээр талбайн хэмжээ 108% -иар өссөн байна.
Бид мөн нэг AMF-аас нэг чиглэлтэй нэхмэл хуудсыг нугас болон нийлэг утсыг нэхэх хэлбэрээр хийсэн (Зураг 2C).AMF-ууд нь долоон зигзаг эгнээнд байрладаг бөгөөд утаснууд нь эдгээр эгнээний AMF-уудыг хооронд нь нэхэж, тэгш өнцөгт даавуу үүсгэдэг.Зөөлөн нийлэг утаснуудын ачаар энэ нэхмэл загвар нь 2В-р зурагтай харьцуулахад илүү нягтралтай байв.Бид зөвхөн нэг AMF-ийг нугалахад ашигладаг тул нэхмэл хуудас нь даралтын дор зөвхөн нугас руу тэлэх боломжтой.Зураг 2C нь даралт ихсэх тусам (1.3 МПа) анхны талбай нь 65% -иар нэмэгддэг нэхмэл прототипийн жишээг харуулж байна.Үүнээс гадна энэ сүлжсэн хэсэг (2.6 грамм жинтэй) 500 грамм ачааг өргөх чадвартай бөгөөд энэ нь түүний массаас 192 дахин их юм.
Тэгш өнцөгт нэхмэл хуудас үүсгэхийн тулд AMF-ийг зигзаг хэлбэрээр байрлуулахын оронд бид AMF-ийн хавтгай спираль хэлбэрийг бүтээж, дараа нь хөвөн утсаар радиаль байдлаар бэхлээд дугуй нэхмэл хуудас үүсгэсэн (Зураг 2D).AMF-ийн өндөр хатуулаг нь хавтангийн хамгийн төв хэсгийг дүүргэхийг хязгаарладаг.Гэсэн хэдий ч, энэ дэвсгэрийг уян хатан утас эсвэл уян даавуугаар хийж болно.Гидравлик даралтыг хүлээн авсны дараа AMP нь уртааш суналтыг хуудасны радиаль тэлэлт болгон хувиргадаг.Судасны радиаль хязгаарлалтын улмаас спираль хэлбэрийн гадна болон дотоод диаметр хоёулаа нэмэгдэж байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй.Зураг 2D-ээс харахад 1 МПа гидравлик даралтанд дугуй хуудасны хэлбэр нь анхны талбайн 25% хүртэл өргөжиж байгааг харуулж байна.
Бид энд ухаалаг нэхмэл эдлэл хийх хоёр дахь аргыг танилцуулж байна. Бид AMF-ийг хавтгай даавуунд нааж, идэвхгүй байдлаас идэвхтэй удирддаг бүтэц рүү дахин тохируулдаг.Гулзайлтын хөтөчийн дизайны диаграммыг зурагт үзүүлэв.3A, AMP-ийг дундуур нь нугалж, хоёр талт туузыг наалдамхай тууз болгон сунадаггүй даавуугаар (хөвөн муслин даавуу) наасан байна.Битүүмжлэгдсэний дараа AMF-ийн дээд хэсгийг чөлөөтэй сунгаж, доод хэсэг нь тууз болон даавуугаар хязгаарлагдаж, туузыг даавуу руу нугалахад хүргэдэг.Бид гулзайлтын идэвхжүүлэгчийн аль ч хэсгийг зүгээр л тууз наах замаар хаана ч идэвхгүй болгож чадна.Идэвхгүй болсон сегмент хөдөлж чадахгүй бөгөөд идэвхгүй сегмент болно.
Уламжлалт даавуун дээр AMF наах замаар даавууг дахин тохируулдаг.(A) Эвхэгдсэн AMF-ийг сунадаггүй даавуунд нааж хийсэн гулзайлтын хөтөчийн дизайны концепци.(B) Хөдөлгүүрийн эх загварыг гулзайлгах.(C) Тэгш өнцөгт даавууг идэвхтэй дөрвөн хөлтэй робот болгон дахин тохируулах.Уян хатан бус даавуу: хөвөн цамц.Сунгах даавуу: полиэфир.Нарийвчилсан үзүүлэлтүүдийг "Арга" хэсгээс олж болно.
Бид янз бүрийн урттай хэд хэдэн прототип гулзайлтын идэвхжүүлэгчийг хийж, гулзайлтын хөдөлгөөнийг бий болгохын тулд гидравликаар дарсан (Зураг 3B).Хамгийн чухал нь AMF-ийг шулуун шугамаар байрлуулж эсвэл нугалж олон утас үүсгэж, дараа нь даавуунд нааж, тохирох тооны утас бүхий гулзайлтын хөтөч үүсгэх боломжтой.Бид мөн идэвхгүй эдийн хуудсыг идэвхтэй тетрапод бүтэц болгон хувиргасан (Зураг 3C), бид AMF ашиглан тэгш өнцөгт сунадаггүй эдийн (хөвөн муслин даавуу) хил хязгаарыг чиглүүлэв.AMP нь даавуунд хоёр талт туузаар бэхлэгддэг.Ирмэг бүрийн дунд хэсгийг идэвхгүй болгохын тулд наасан, харин дөрвөн булан нь идэвхтэй хэвээр байна.Сунгах даавууны дээд бүрээс (полиэстер) нь сонголттой.Даавууны дөрвөн булан нь дарахад нугалж (хөл шиг харагдаж байна).
Бид боловсруулсан ухаалаг нэхмэлийн шинж чанарыг тоон байдлаар судлах туршилтын вандан сандал барьсан (Аргачлалын хэсэг ба Нэмэлт S1 зургийг үзнэ үү).Бүх дээжийг AMF-ээр хийсэн тул туршилтын үр дүнгийн ерөнхий хандлага (Зураг 4) нь AMF-ийн үндсэн шинж чанаруудтай нийцэж байна, тухайлбал, оролтын даралт нь гаралтын суналттай шууд пропорциональ, шахалтын хүчтэй урвуу хамааралтай байна.Гэсэн хэдий ч, эдгээр ухаалаг даавуу нь тэдний өвөрмөц тохиргоог тусгасан өвөрмөц шинж чанартай байдаг.
Ухаалаг нэхмэлийн тохиргоотой.(A, B) Нэхмэл хуудасны оролтын даралт ба гаралтын суналт ба хүчний гистерезис муруй.(C) Нэхмэл хуудасны талбайн тэлэлт.(D,E) Сүлжмэлийн оролтын даралт ба гаралтын суналт ба хүчний хоорондын хамаарал.(Е) радиаль тэлдэг байгууламжийн талбайн өргөтгөл.(G) Гулзайлтын хөтчийн гурван өөр урттай гулзайлтын өнцөг.
Нэхмэл хуудасны AMF бүрийг 1 МПа-ийн оролтын даралтад оруулснаар ойролцоогоор 30% суналт үүсгэсэн (Зураг 4А).Бид хэд хэдэн шалтгааны улмаас бүх туршилтын хувьд энэ босгыг сонгосон: (1) тэдгээрийн гистерезийн муруйг онцлон тэмдэглэхийн тулд мэдэгдэхүйц уртасгах (ойролцоогоор 30%) бий болгох, (2) янз бүрийн туршилтууд болон дахин ашиглах боломжтой прототипүүд нь санамсаргүй гэмтэл, бүтэлгүйтэлд хүргэж болзошгүй юм..шингэний өндөр даралтын дор.Үхсэн бүс нь тодорхой харагдаж байгаа бөгөөд оролтын даралт 0.3 МПа хүрэх хүртэл сүлжих хөдөлгөөнгүй хэвээр байна.Даралтын суналтын гистерезисын график нь шахах болон суллах үе шатуудын хооронд их хэмжээний зөрүү байгааг харуулсан бөгөөд нэхмэл хуудас нь тэлэлтээс агшилт руу шилжих хөдөлгөөнийг өөрчлөх үед эрчим хүчний ихээхэн алдагдалтай байгааг харуулж байна.(Зураг 4А).1 МПа-ийн оролтын даралтыг авсны дараа нэхмэл хуудас нь 5.6 Н-ийн агшилтын хүчийг үзүүлж чадна (Зураг 4B).Даралтын хүчний гистерезисын графикаас харахад дахин тохируулах муруй нь даралтын өсөлтийн муруйтай бараг давхцаж байгааг харуулж байна.Нэхмэл хуудасны талбайн өргөтгөл нь 3 хэмжээст гадаргуугийн графикт үзүүлсэн шиг хоёр AMF тус бүрт үзүүлсэн даралтын хэмжээнээс хамаарна (Зураг 4C).Туршилтаас харахад нэхмэл хуудас нь нугас болон сүлжмэлийн AMF-ийг нэгэн зэрэг 1 МПа гидравлик даралтанд оруулахад талбайн хэмжээг 66% -иар нэмэгдүүлэх боломжтой.
Нэхмэл хуудасны туршилтын үр дүн нь нэхмэл хуудастай ижил төстэй хэв маягийг харуулсан бөгөөд үүнд хурцадмал даралтын диаграмм дахь гистерезисийн өргөн завсар, даралтын хүчний муруй давхцаж байна.Сүлжмэл хуудас нь 30% -ийн суналтыг харуулсан бөгөөд дараа нь шахалтын хүч нь 1 МПа-ийн оролтын даралтаар 9 Н байна (Зураг 4D, E).
Дугуй нэхмэл хуудасны хувьд түүний анхны талбай нь 1 МПа шингэний даралтанд өртсөний дараа эхний талбайтай харьцуулахад 25% -иар өссөн байна (Зураг 4F).Дээж өргөжиж эхлэхээс өмнө 0.7 МПа хүртэл оролтын даралтын үхсэн бүс байдаг.Дээжийг том хэмжээний AMF-ээс хийсэн тул анхны стрессийг даван туулахын тулд илүү өндөр даралт шаарддаг тул энэ том үхсэн бүсийг хүлээж байсан.Зураг дээр.Мөн 4F нь суллах муруй нь даралтын өсөлтийн муруйтай бараг давхцаж байгааг харуулж байгаа бөгөөд энэ нь дискний хөдөлгөөнийг солиход бага эрчим хүч алддаг болохыг харуулж байна.
Гурван гулзайлтын идэвхжүүлэгчийн туршилтын үр дүнд (эдийг дахин тохируулах) тэдгээрийн гистерезийн муруй нь ижил төстэй загвартай болохыг харуулж байна (Зураг 4G), өргөхөөс өмнө 0.2 МПа хүртэл оролтын даралтын үхсэн бүсийг мэдэрдэг.Бид ижил хэмжээний шингэнийг (0.035 мл) гурван гулзайлтын хөтөч (L20, L30, L50 мм) дээр хэрэглэв.Гэсэн хэдий ч идэвхжүүлэгч бүр өөр өөр даралтын оргилуудыг мэдэрч, өөр өөр гулзайлтын өнцгийг бий болгосон.L20 ба L30 мм-ийн идэвхжүүлэгч нь 0.72 ба 0.67 МПа-ийн оролтын даралтыг мэдэрч, гулзайлтын өнцөг нь 167 ° ба 194 ° хүрэв.Хамгийн урт гулзайлтын хөтөч (урт нь 50 мм) нь 0.61 МПа даралтыг тэсвэрлэж, хамгийн их гулзайлтын өнцөгт 236 ° хүрэв.Даралтын өнцгийн гистерезисын графикууд нь бүх гурван гулзайлтын хөтчүүдийн даралт ба суллах муруй хоорондын харьцангуй том зайг илрүүлсэн.
Дээрх ухаалаг нэхмэлийн тохиргооны оролтын хэмжээ ба гаралтын шинж чанаруудын (суналт, хүч, талбайн тэлэлт, гулзайлтын өнцөг) хоорондын хамаарлыг нэмэлт зураг S2-оос харж болно.
Өмнөх хэсгийн туршилтын үр дүн нь AMF дээжийн оролтын даралт ба гаралтын суналтын хоорондох пропорциональ хамаарлыг тодорхой харуулж байна.AMB-ийн ачаалал ихсэх тусам суналт нэмэгдэж, илүү уян хатан энерги хуримтлагддаг.Тиймээс шахалтын хүч нь илүү их байх болно.Үр дүн нь оролтын даралтыг бүрэн арилгах үед сорьцууд хамгийн их шахалтын хүчдээ хүрсэн болохыг харуулсан.Энэ хэсэг нь аналитик загварчлал, туршилтын баталгаажуулалтаар сүлжмэл болон нэхмэл хуудасны суналт ба хамгийн их агшилтын хоорондох шууд хамаарлыг тогтоох зорилготой.
Нэг AMF-ийн хамгийн их агшилтын хүчийг Fout (оролтын даралтын P = 0) реф 49-д өгсөн бөгөөд дараах байдлаар дахин оруулав.
Тэдгээрийн дотроос α, E, A0 нь суналтын хүчин зүйл, Янгийн модуль, силикон хоолойн хөндлөн огтлолын талбай юм;k - спираль ороомгийн хөшүүн байдлын коэффициент;x ба li нь офсет ба анхны урт юм.AMP, тус тус.
зөв тэгшитгэл.(1) Сүлжмэл болон нэхмэл хуудсыг жишээ болгон ав (Зураг 5A, B).Сүлжмэл бүтээгдэхүүний Fkv ба нэхмэл бүтээгдэхүүний Fwh агшилтын хүчийг (2) ба (3) тэгшитгэлээр тус тус илэрхийлнэ.
Энд mk нь гогцооны тоо, φp нь тарилгын үеийн сүлжмэл даавууны гогцооны өнцөг (Зураг 5А), mh нь утаснуудын тоо, θhp нь тарилгын үед сүлжмэл даавууны оролтын өнцөг (Зураг 5В), εkv. εwh нь сүлжмэл хуудас ба нэхмэл хуудасны хэв гажилт, F0 нь спираль ороомгийн анхны хурцадмал байдал юм.Тэгшитгэлийн нарийвчилсан гаралт.(2) ба (3)-ыг нэмэлт мэдээллээс олж болно.
Сунгах хүчний хамаарлын аналитик загварыг бий болго.(A,B) Сүлжмэл болон нэхмэл хуудасны аналитик загвар чимэглэл.(C,D) Сүлжмэл болон нэхмэл хуудасны аналитик загвар ба туршилтын өгөгдлийг харьцуулах.RMSE Root дундаж квадрат алдаа.
Боловсруулсан загварыг туршихын тулд 2А-р зурагт сүлжмэл загвар, 2Б-р зурагт сүлжсэн дээжийг ашиглан сунгах туршилтыг хийсэн.Агшилтын хүчийг 0% -аас 50% хүртэл түгжигдсэн өргөтгөл бүрийн хувьд 5% -ийн өсөлтөөр хэмжсэн.Таван туршилтын дундаж ба стандарт хазайлтыг Зураг 5C (нэхмэл) ба 5D (нэхмэл) зурагт үзүүлэв.Аналитик загварын муруйг тэгшитгэлээр тодорхойлно.(2) ба (3) параметрүүдийг Хүснэгтэнд үзүүлэв.1. Үр дүнгээс харахад аналитик загвар нь бүхэл суналтын муж дахь туршилтын өгөгдөлтэй сайн тохирч байгаа нь сүлжмэлийн 0.34 Н, нэхмэлийн AMF H (хэвтээ чиглэл) 0.21 Н, 0.17 Н язгуур квадрат алдаа (RMSE) байна. нэхмэл AMF нь .V (босоо чиглэл).
Санал болгож буй ухаалаг нэхмэл эдлэлийг үндсэн хөдөлгөөнүүдээс гадна S-гулзайлтын, радиаль агшилт, 2D-ээс 3D хэв гажилт гэх мэт илүү нарийн төвөгтэй хөдөлгөөнийг хангахын тулд механикаар програмчлах боломжтой.Бид энд хавтгай ухаалаг нэхмэл эдлэлийг хүссэн бүтэц болгон програмчлах хэд хэдэн аргыг танилцуулж байна.
Домэйныг шугаман чиглэлд өргөтгөхөөс гадна нэг чиглэлтэй нэхмэл хуудсыг механикаар програмчилж, олон талт хөдөлгөөнийг бий болгож болно (Зураг 6А).Бид сүлжсэн хуудасны өргөтгөлийг гулзайлтын хөдөлгөөн болгон дахин тохируулж, түүний нүүрний аль нэгийг (дээд эсвэл доод) оёдлын утсаар хязгаарладаг.Хуудаснууд нь даралтын дор хязгаарлах гадаргуу руу нугалах хандлагатай байдаг.Зураг дээр.Нэг тал нь дээд талдаа, нөгөө тал нь доод талдаа шахагдсан үед S хэлбэртэй болдог сүлжмэл хавтангийн хоёр жишээг 6А-д үзүүлэв.Эсвэл та зөвхөн нүүрийг бүхэлд нь хязгаарласан дугуй гулзайлтын хөдөлгөөнийг үүсгэж болно.Нэг чиглэлтэй сүлжсэн хуудсыг хоёр үзүүрийг нь гуурсан бүтэцтэй холбосноор шахалтын ханцуйнд хийж болно (Зураг 6Б).Ханцуйвчийг хүний долоовор хуруун дээр зүүж, шахалт хийх, өвдөлт намдаах, цусны эргэлтийг сайжруулах массажны нэг хэлбэр юм.Үүнийг гар, хонго, хөл зэрэг биеийн бусад хэсгүүдэд тохируулах боломжтой.
Нэг чиглэлд хуудас нэхэх чадвар.(A) Оёдлын утаснуудын хэлбэрийг програмчлах чадвараас шалтгаалан хэв гажилттай бүтцийг бий болгох.(B) Хуруугаар шахах ханцуй.(C) Сүлжмэл хуудасны өөр нэг хувилбар ба шууны шахалтын ханцуйны хэлбэрээр хэрэгжүүлэх.(D) AMF төрлийн M, нийлэг утас болон Velcro оосороор хийсэн шахалтын ханцуйны өөр загвар.Нарийвчилсан үзүүлэлтүүдийг "Арга" хэсгээс олж болно.
Зураг 6С нь нэг AMF болон хөвөн утаснаас хийсэн нэг чиглэлтэй нэхмэл хуудасны өөр нэг жишээг харуулж байна.Хуудас нь талбайн 45% -иар (1.2 МПа) тэлэх эсвэл даралтын дор дугуй хөдөлгөөн үүсгэдэг.Бид мөн хуудасны төгсгөлд соронзон оосор бэхлэх замаар шуу шахах ханцуйг бий болгох хуудсыг нэгтгэсэн.Бууны шахалтын ханцуйны өөр нэг загварыг 6D-д үзүүлэв. Үүнд нэг чиглэлтэй сүлжсэн хуудаснууд нь M төрлийн AMF (Аргачлалыг үзнэ үү) ба нийлэг утаснаас илүү хүчтэй шахалтын хүчийг бий болгодог.Бид хуудасны үзүүрийг Velcro оосороор хялбархан бэхлэх, өөр өөр хэмжээтэй гараар тоноглосон.
Шугаман сунгалтыг гулзайлтын хөдөлгөөн болгон хувиргадаг хязгаарлалтын техник нь хоёр чиглэлтэй нэхмэл хуудсанд бас хамаатай.Бид хөвөн утсыг нугалж, сүлжмэлийн нэхмэл хуудасны нэг талд нь нэхдэг бөгөөд ингэснээр тэдгээр нь тэлэхгүй (Зураг 7А).Ийнхүү хоёр AMF нь бие биенээсээ үл хамааран гидравлик даралтыг хүлээн авах үед хуудас нь хоёр чиглэлтэй гулзайлтын хөдөлгөөнд орж, дурын гурван хэмжээст бүтэц үүсгэдэг.Өөр нэг аргад бид хоёр чиглэлтэй нэхмэл хуудасны нэг чиглэлийг хязгаарлахын тулд сунадаггүй утсыг ашигладаг (Зураг 7B).Тиймээс хуудас нь харгалзах AMF даралттай үед бие даасан гулзайлгах, сунгах хөдөлгөөн хийх боломжтой.Зураг дээр.Хоёр чиглэлтэй сүлжсэн хуудас нь хүний хурууны гуравны хоёрыг нугалах хөдөлгөөнөөр ороож, дараа нь сунгах хөдөлгөөнөөр уртыг нь сунгаж байгаа жишээг харуулж байна.Хуудасны хоёр талын хөдөлгөөн нь загварын дизайн эсвэл ухаалаг хувцас боловсруулахад ашигтай байж болно.
Хоёр чиглэлтэй нэхмэл хуудас, сүлжмэл хуудас, радиальаар өргөтгөх боломжтой дизайны боломжууд.(A) Хоёр чиглэлтэй наасан хоёр чиглэлтэй зэгсэн хавтангууд нь хоёр чиглэлтэй гулзайлт үүсгэх.(B) Нэг чиглэлтэй хязгаарлагдмал хоёр чиглэлтэй зэгсэн хавтангууд нь уян хатан ба суналтыг үүсгэдэг.(C) Гадаргуугийн янз бүрийн муруйлттай тохирч, тэр ч байтугай гуурсан хоолойн бүтэц үүсгэх чадвартай, өндөр уян хатан сүлжмэл хуудас.(D) гиперболын параболик хэлбэрийг (төмсний чипс) бүрдүүлдэг цацрагаар өргөжиж буй бүтцийн төв шугамын хил хязгаар.
Бид сүлжмэл хэсгийн дээд ба доод эгнээний хоёр зэргэлдээ гогцоог тайлахгүйн тулд оёдлын утастай холбосон (Зураг 7C).Тиймээс нэхмэл хуудас нь бүрэн уян хатан бөгөөд хүний гар, гарын арьсны гадаргуу гэх мэт янз бүрийн гадаргуугийн муруйлтуудад сайн зохицдог.Мөн бид сүлжмэл хэсгийн төгсгөлийг аяллын чиглэлд холбох замаар хоолойн бүтэц (ханцуй) бий болгосон.Ханцуйвч нь хүний долоовор хурууг сайтар ороож өгдөг (Зураг 7С).Нэхмэл даавууны уян хатан чанар нь маш сайн тохирох, хэв гажилтыг хангадаг бөгөөд энэ нь ухаалаг хувцас (бээлий, шахалтын ханцуй) -д хэрэглэхэд хялбар болгож, тав тух (захиалах замаар) болон эмчилгээний үр нөлөөг (шахалтаар) өгдөг.
Олон чиглэлд 2 хэмжээст радиаль тэлэлтээс гадна дугуй нэхмэл хуудсыг 3 хэмжээст бүтэцтэй болгохоор програмчлах боломжтой.Нэг төрлийн радиаль тэлэлтийг тасалдуулахын тулд бид дугуй сүлжихийн төв шугамыг нийлэг утсаар хязгаарлав.Үүний үр дүнд дугуй нэхмэл хуудасны анхны хавтгай хэлбэр нь даралтын дараа гиперболын параболик хэлбэр (эсвэл төмсний чипс) болж өөрчлөгдсөн (Зураг 7D).Энэхүү хэлбэрийг өөрчлөх чадварыг өргөх механизм, оптик линз, хөдөлгөөнт роботын хөл, загвар дизайн, бионик робот зэрэгт ашиглаж болно.
Бид AMF-ийг сунгадаггүй даавуун туузан дээр нааж гулзайлтын хөтчүүдийг бий болгох энгийн аргыг боловсруулсан (Зураг 3).Бид энэ үзэл баримтлалыг ашиглан програмчлагдах хэлбэрийг бий болгоход ашигладаг бөгөөд бид нэг AMF-д олон идэвхтэй болон идэвхгүй хэсгүүдийг стратегийн хувьд тарааж, хүссэн хэлбэрийг бий болгох боломжтой.Даралт ихсэх тусам хэлбэрээ шулуунаас үсгээр (UNSW) өөрчлөх боломжтой дөрвөн идэвхтэй утас бүтээж программчилсан (Нэмэлт зураг S4).Энэхүү энгийн арга нь AMF-ийн хэв гажилтыг 1D шугамыг 2D хэлбэр, магадгүй бүр 3D бүтэц болгон хувиргах боломжийг олгодог.
Үүнтэй төстэй арга замаар бид идэвхгүй хэвийн эдийг идэвхтэй тетрапод болгон дахин тохируулахын тулд нэг AMF ашигласан (Зураг 8А).Чиглүүлэлт ба програмчлалын ойлголтууд нь Зураг 3С-д үзүүлсэнтэй төстэй.Гэсэн хэдий ч тэгш өнцөгт хуудасны оронд дөрвөлжин хэлбэртэй даавууг (яст мэлхий, хөвөн муслин) ашиглаж эхлэв.Тиймээс хөл нь урт, бүтэц нь илүү өндөрт өргөгдөх боломжтой.Бүтцийн өндөр нь хөл нь газарт перпендикуляр болтол даралтын дор аажмаар нэмэгддэг.Хэрэв оролтын даралт нэмэгдсээр байвал хөл нь дотогшоо унжиж, бүтцийн өндрийг бууруулна.Тетраподууд нь хөл нь нэг чиглэлтэй загвараар тоноглогдсон эсвэл хөдөлгөөнийг зохицуулах стратеги бүхий олон AMF ашигладаг бол хөдөлгөөн хийх боломжтой.Зөөлөн хөдөлгөөнт роботууд нь ой хээрийн түймэр, нурсан барилга байгууламж, аюултай орчинд аврах ажиллагаа, эмнэлгийн эм зөөвөрлөх робот зэрэг олон төрлийн ажилд шаардлагатай.
Даавууны хэлбэрийг өөрчлөх бүтцийг бий болгохын тулд дахин тохируулсан.(A) AMF-ийг идэвхгүй даавууны ирмэг дээр нааж, удирддаг дөрвөн хөлтэй бүтэц болгон хувиргана.(БД) Идэвхгүй эрвээхэй болон цэцэгсийг идэвхтэй болгон хувиргах эдийг дахин тохируулах өөр хоёр жишээ.Сунгадаггүй даавуу: энгийн хөвөн муслин.
Бид мөн эд эсийг дахин тохируулах техникийн энгийн бөгөөд олон талт байдлыг ашиглан хэлбэр дүрсийг өөрчлөхөд зориулж био сүнслэг нөлөө бүхий хоёр нэмэлт бүтцийг нэвтрүүлж байна (Зураг 8B-D).Зуурмагийн AMF-ийн тусламжтайгаар эдгээр хэлбэрийн хэв гажилттай бүтцийг идэвхгүй эдээс идэвхтэй, удирдах боломжтой бүтэц болгон дахин тохируулдаг.Бид хаан эрвээхэйгээс санаа авч, эрвээхэй хэлбэртэй даавуу (хөвөн муслин) болон далавчных нь доор наасан AMF-ийн урт хэсгийг ашиглан хувиргах эрвээхэйний бүтцийг хийсэн.AMF-ийн дарамтанд байгаа үед далавчнууд нь нугалж байна.Монарх эрвээхэйтэй адил эрвээхэй роботын зүүн болон баруун далавч нь AMF-ийн хяналтанд байдаг тул ижилхэн хийсдэг.Эрвээхэй хавтсыг зөвхөн харуулах зориулалттай.Энэ нь Smart Bird шиг нисч чадахгүй (Festo Corp., АНУ).Мөн бид тус бүр таван дэлбээтэй хоёр давхаргаас бүрдэх даавууны цэцэг (Зураг 8D) хийсэн.Бид AMF-ийг дэлбээний гадна талын ирмэгийн дараа давхарга бүрийн доор байрлуулсан.Эхэндээ цэцэг бүрэн цэцэглэж, бүх дэлбээ нь бүрэн нээгддэг.Даралтын дор AMF нь дэлбээний гулзайлтын хөдөлгөөнийг үүсгэж, хаагдахад хүргэдэг.Хоёр AMF нь хоёр давхаргын хөдөлгөөнийг бие даан хянадаг бол нэг давхаргын таван дэлбээ нь нэгэн зэрэг уян хатан байдаг.
Шуудангийн цаг: 2022 оны 12-р сарын 26