天津研究人員開發(fā)出全3D打印模塊化管道維護軟機器人

魔猴君  行業(yè)資訊   1383天前

中國天津大學的科學家已經(jīng)3D打印了可自定義的機器人，該機器人能夠實時縮放和監(jiān)視工業(yè)設施中的管道。單件式設備具有一系列軟彎曲機制和模塊化抓手，使其可以靈活地爬升奇形怪狀的基礎設施。由于管道中斷通常會導致生產(chǎn)延誤，而且許多公司仍在手動檢查它們，因此該團隊的漫游器可以代表一種新的，更有效的替代方案。

該小組的3D打印機器人（如圖）可以減少對工業(yè)設施進行手動管道檢查的需要。

通過IEEE Robotics and Automation期刊獲得Gif。

爬行檢查管道

在許多工廠中，管道是工業(yè)效率以及最終的生產(chǎn)生產(chǎn)力所依賴的重要基礎。即使很小的破損也會對生產(chǎn)造成重大破壞，因此，對于許多大型企業(yè)而言，不斷檢查泄漏情況已成為必需。當前，工業(yè)公司傾向于使用人員手動監(jiān)視其管道，但是這種方法既勞動強度大，又具有潛在的危險，尤其是在管道中攜帶危險化學品的情況下。結果，可以承擔這種危險任務的機器人的開發(fā)已成為重要的研究領域。

盡管先前的研究已經(jīng)提出了一系列機器人解決方案，但它們往往是內(nèi)部或外部爬管設備，而不是兩者兼具。更重要的是，前者需要關閉運輸網(wǎng)絡才能正常工作，對于埋在地下的管道，無法通過從外部進行維護來避免這種情況。

但是，隨著軟機器人技術的最新發(fā)展，制造復雜的設備變得更加容易，尤其是與使用成型的復雜性相比。因此，通過采用3D打印，天津團隊能夠創(chuàng)建一種優(yōu)化的設備，該設備能夠比以前更靈活地檢查管道。

科學家的3D打印機器人（如圖）具有模塊化設計，使其能夠適應特定的應用。

照片通過IEEE機器人與自動化期刊拍攝。

天津團隊的3D打印設計

為了最大程度地提高機器人的靈活性，科學家設計了一種一體式軟彎曲機制，該機制能夠承受高水平的變形。使用CAD軟件創(chuàng)建設備還使其易于升級，并使團隊能夠隨意添加模塊或調(diào)整其夾具的直徑。

該機器人的布局包括一個中間部分，兩端各有一個抓爪，以及三個進氣管，可以對其進行控制并按需施加壓力。通過交替對設備的夾具進行加壓和減壓，即使在他們的直接控制下，科學家也能夠執(zhí)行“爬升”動作。在測試過程中，機器人顯示出85 Nmm的扭矩輸出，足以以14 mm p / s的速度爬升直徑16-38 mm的管道。該設備還能夠按45°和90°的角度縮放丙烯酸網(wǎng)絡，這可能使其成為檢查可能難以導航的傾斜管道的理想選擇。

鑒于他們的機器人被證明能夠在內(nèi)部和外部進行攀爬，并可以在縱向或橫向旋轉，該團隊認為這是對現(xiàn)有設計的升級。將來，科學家打算將傳感器集成到他們的設備中，使其成為一種自主的管道維護解決方案。

與3D打印的軟機器人“同行”

由于3D打印提供的設計靈活性，越來越多的研究人員已經(jīng)能夠生產(chǎn)出具有創(chuàng)新的機器人，能夠進行先進的行走，攀爬和勻場動作。蔚山國立科學技術研究院（UNIST）的研究人員創(chuàng)建了3D打印的爬壁機器人。受壁虎天生能力的啟發(fā)，該團隊的四足機器人甚至能夠在潮濕的地面上結垢。

同樣，UNIST的另一個團隊將3D打印與注塑成型相結合，生產(chǎn)出了一個步行海星形狀的機器人。該設備的五個“肢體”就像生物力學系統(tǒng)中的肌腱一樣，可以被驅動以執(zhí)行受控的運動。 在其他地方，伊利諾伊大學的科學家將老鼠的脊髓融合到軟機器人中，從而將生物物質整合到他們的設計中，從而創(chuàng)建了3D打印的步行微型機器人。這種生物機器人由脊柱中的圖案化肌肉收縮提供動力，從而反過來移動其“腳”。

來源：https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guoneidongtai/39929.html