Исследователи с кафедры механической и аэрокосмической инженерии Университета штата Северная Каролина разработали легкий жидкостный двигатель для питания «мягких роботов» - устройств, имитирующих мышцы. Отличительной особенностью нового двигателя является его способность генерировать значительное усилие без подключения к внешнему источнику питания. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Advanced Intelligent Systems.
The post Инженеры показали мощный портативный двигатель для искусственных мышц appeared first on Хайтек.
Так называемые «мягкие роботы» (soft robots) представляют собой гидравлические или пневматические устройства, имитирующие поведения мышц. Их используют в основном для реабилитации людей после травм рук или ног.
Перед исследователями стояла задача решить две ключевые проблемы подобных устройств разом. Большинство жидкостных двигателей для «мягких роботов» физически подключены к внешнему источнику питания (например, к воздушному компрессору), что существенно ограничивает их применимость. С другой стороны, все предыдущие жидкостные двигатели для «мягких роботов», не имеющие подключения к внешним источникам питания, выдавали недостаточно мощности.
Новый двигатель американских инженеров решает обе этих проблемы — он не привязан к внешнему источнику, но при этом может генерировать усилие до 580 ньютонов.
Новый двигатель работает за счет нагнетания масла в камеру «мягкого робота» и его удаления из нее, в результате чего устройство работает как искусственная мышца, то сокращаясь, то расслабляясь. Насос жидкостного двигателя приводится в действие мотором с высоким крутящим моментом, работающим на батарейках, что позволяет ему создавать значительное давление. Это, в свою очередь, обеспечивает искусственной мышце значительное усилие.
Вся конструкция весит 1,6 кг и обеспечивает следующие показатели: давление — до 0,75 Мпа, усилие — до 580 Н, плотность силы — до 360 Н/кг., максимальная эффективность (мотор — насос) — 15%.
Для сравнения, мышечная система здорового человека весом 71 кг. способна создавать пиковое усилие при сгибании колена до 210 Н, при движении бедра — до 240 Н, а при движении лодыжки — до 394 Н.
В итоге искусственная мышца диаметром 18 мм при помощи нового двигателя способна поднять предмет весом 20 кг, а также, работая под давлением в 0,3 МПа, выдержать вес вилочного погрузчика (4 тонны) и три удара молотком без каких-либо побочных эффектов.
Обложка — скриншот видео Университета Северной Каролины
The post Инженеры показали мощный портативный двигатель для искусственных мышц appeared first on Хайтек.
