天津大学提出新型模块化柔性驱动方法

仙仙

日前，天津大学机械工程学院左思洋、刘建彬课题组提出了一种基于薄膜气缸的新型模块化柔性驱动方法，根据具体应用改变排列组合方式以及合理布置连接方案，将其应用于人工肌肉和管道爬行机器人中。该成果已在线发表于《美国电气电子工程师学会机器人和自动化快报》。


课题组首先提出了一种新型气动人工肌肉，可应用于柔性外骨骼等人机交互装备的驱动中。气动即以压缩空气为动力源，带动机械完成伸缩或旋转动作。与传统气动人工肌肉相比，该设计最突出的特点是不会产生厚度方向的膨胀，从而避免了对人体的挤压。


同时，课题组还提出了一种新型气动管道爬行机器人，可应用于工业管道设施的检查和实时监控。该管道爬行机器人采用仿生尺蠖原理，通过巧妙布置薄膜气缸单元之间的连接，实现机器人在管道内、外壁面爬行。柔性驱动方式的应用使该机器人能够适应大范围管道直径的变化，同时机器人可承受自重80倍以上负载。


“每一个薄膜气缸就好比人体的一小块肌肉，或者爬虫的一个‘节’，只不过是用热塑性聚氨酯材料做的。”刘建彬提到，该方法基于一次3D打印成型的制造技术，省掉了传统机电设备加工制造中的装配流程，大幅降低了驱动模块的制造成本和周期。（中国科学报记者陈彬 通讯员刘晓艳）