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苏黎世联邦理工学院开发3D打印潜水艇,可在没有发动机的情况下游泳

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论坛元老

2730 3dsishu 发表于 2018-6-7 10:30:20
苏黎世联邦理工学院的研究人员与加州理工学院(加州理工学院)的同事合作开发了一种新的游泳机器人推进概念。机器人利用水中的温度波动进行推进,而不需要发动机,推进剂或电源。
作为一个概念验证研究,研究人员开发了一种7.5厘米(小于3英寸)的迷你潜艇,配备了桨叶,它们使用多种材料的3D打印机完全制造。

eth-zurich-develops-3d-printed-paddling-submarine-that-swims-without-an-engine-1.jpg
游泳机器人概念。一个简单的迷你潜艇与两个桨的可视化。(信用:苏黎世ETH / Tim Chen)
桨叶使用双稳态推进元件工作,两个形状记忆聚合物条带激活。ETH苏黎世的Kristina Shea和博士生Tim Chen开发了形状记忆聚合物条带。
设计用于在温水中展开,聚合物条通过像“肌肉”一样的动作为机器人提供动力。如果迷你潜艇漂浮的水被加热,“肌肉”的膨胀会导致双稳态元件快速跳动,从而触发桨冲程。机器人的几何形状和材料精确定义了桨叶冲程的定向运动,力和定时。

目前,在研究人员必须手动重新编程之前,每个执行元件都可以执行一次单桨冲程。然而,正如科学家指出的那样,可以用多个执行器来制造复杂的游泳机器人。
科学家们已经制造出了一种可以一次冲程前进的小型潜艇,释放其“货物”(一枚硬币),然后以相反方向的第二次桨冲程返回起点,全部通过感测水的温度。
改变聚合物肌肉的几何形状使得科学家们可以确定桨叶冲程的顺序。薄聚合物条在温水中加热速度较快,因此响应速度比较厚。
Shea说:“我们工作的主要内容是,我们已经开发出一种新的有前途的推进装置,它完全3D打印,可调,并且无需外部电源即可工作。
研究人员希望进一步开发潜艇的推进系统,以创建探索海洋深度的低功率船只。





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