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麻省理工研发可编程减震材料可以保护机器人和无人机

时间:2016-10-07 13:52    来源: 中国3D打印网     作者: 佚名

       减震材料在各种应用中都有用途,从运动设备到无人机再到我们日常生活中的鞋。运用弹性、软质材料,制造商可以给予保护对象动力缓冲使其不受损坏。当前大多数的减震材料是橡胶类的,通过注射成型制造出来。这些减震材料的属性和阻尼水平通常是固定的,如果要根据特定的应用场景来自定义的话,通常成本会十分昂贵。

      麻省理工学院的计算机科学和人工智能实验室的研究人员(CSAIL)已经开发了3D打印软质材料,可以精确控制冲击力吸收程度。这种3D打印减震材料可以提高无人机、手机、鞋和更多需要减震的产品的耐久性,最重要的是其阻尼水平是可以预设的,使得减震材料实现灵活的可编程性。

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      麻省理工的研究人员将这种工艺成为“可编程的粘弹性材料”(PVM)技术,可以应用于不同的对象和场景中。在一个特定的项目中,他们通过一个不寻常的立方形机器人的移动和跳跃来展示了PVM的奇特之处。该方块机器人由一个刚性躯体、两个马达、一个微控制器、电池和惯性测量单元传感器组成。此外,研究人员还使用了四层环形金属带来作为推动该方块机器人运动的弹簧。而3D打印的减震材料有效的保护了这些核心元器件在运动中不受损害。

     3D打印过程是通过使用一个标准的3D打印机,研究人员在打印过程中结合固体、液体以及Stratasys公司的TangoBlack +橡胶材料打印出来,通过喷墨技术来逐层沉积不同材料的滴液,然后用 紫外光来固化这些材料。

      通过调整液体的比例,研究人员可以精确的设计材料需要表现出来的弹性程度。通过将多种材料结合起来实现单个材料无法实现的属性,这项研究大大扩展了3D打印可能的应用范围,尤其是一次打印就可以将减震材料制作出来。该试验的成功使得研究者相信,该技术可用于提高无人机等需要减震的设备和产品的使用寿命。

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      下一步,这种可编程的减震材料将扩展到更多的用途,包括减震的跑步鞋、安全帽,以及通过减轻机器人身上电机的震动,使得摄像机和传感器的工作更加精确和灵敏。

这项工作是由美国国家科学基金会(NSF)资助的,并在2016年的IEEE / RSJ国际智能机器人与系统会议上公布。

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