一种新的泵 - 像信用卡一样薄而薄,可以为残疾人和患有年龄相关的肌肉变性的人的可穿戴辅助设备铺平道路。

该研究发表于2月17日。版本科学机器人

一种可拉伸、可扭转的类似肌肉的材料经常被用于为软机器人和辅助服装提供动力。然而,传统的气动人造肌肉是由传统的马达驱动的电磁泵提供动力的,这种泵体积庞大、噪音大、复杂且价格昂贵。

布里斯托软件实验室和布里斯托机器人实验室的研究人员,由机器人主导乔纳森罗斯特教授据该团队称,他们已经成功地展示了一种柔软、可弯曲、低成本、制造相对简单的新型电动气动泵。

在一个简短的问答科技下面,罗西特介绍了这种新型卡片大小的软泵如何为气动气泡人造肌肉和其他各种有趣的应用提供动力,比如时尚的动力辅助服装。

金宝搏官网技术简介:什么是机器人服装,你的泵在支持它时会发挥什么作用?

教授乔纳森Rossiter:例如,对于遇到问题的人,例如,如果他们患有年龄相关的肌肉弱点或中风,机器人电源援助可以帮助他们保持独立性。

目前的机器人外骨骼可以提供帮助,但它是由马达、硬金属和塑料制成的,这让它们不舒服,难以佩戴,难以适应不同的人,昂贵,丑陋。

机器人服装有点像你穿在身上的外骨骼。它将是舒适的,不引人注目的,低成本的,易于穿戴和脱下。我们用柔软的人造肌肉代替马达来提供机械动力,帮助人们运动。

金宝搏官网技术简介:这种新型泵的工作原理是什么,它与传统的电磁泵有什么不同?

Rossiter教授我们的动力服使用空气驱动的人造肌肉。这使得它们非常低成本和灵活。到目前为止,我们必须使用电动泵来为肌肉产生压缩空气。不幸的是,这些泵体积庞大、噪音大、很硬,而且不容易穿衣服,也不舒服。这阻碍了真正柔软的机器人服装的发展。

我们的新型电动气动泵也可以驱动我们的人造肌肉,但与电动泵不同的是,它既柔软又薄(比信用卡还薄),而且可以很容易地安装在衣服上。该电动气动泵采用两种物理静电现象,串联工作,有效地挤压空气之间的两个柔性导电电极。这种挤压产生驱动人造肌肉所需的气动动力。因为电动气动泵是断电的,所以动力服中唯一坚硬的部件将是电池,这可能和手机里的电池一样小。

金宝搏官网技术简介:为什么软泵是如此挑战,您的设计如何克服这些挑战?

Rossiter教授:硬电动机非常了解,非常有效。要在柔和的设计中更换它们并不容易!

物理学是不同的,有很多工作要理解和完美。而不是使用磁性 - 电机背后的科学 - 我们使用了利用电荷相互作用的静电。我们的挑战之一一直在扩大静电力,在微型和纳米秤上非常强大,达到电力衣服所需的厘米级。我们能够通过掺入非常少量的特殊流体 - 称为液体电介质来实现这一点 - 以扩增力。

金宝搏官网技术简介:与传统的电动泵相比,这些泵产生的压力是怎样的?你在想怎么给它们充电吗?

Rossiter教授:我们的电动气动泵的功率远低于相同体积的电动机,但却提供了相同的空气量。我们可以轻松堆叠它们以创造更大的压力和流速。我们设想一系列分布在衣服上的小型软泵,精确地提供辅助,如臀部或脚踝处。电动气动泵使用比电机驱动泵更高的电压,但电流较低,因此我们正在开发小型电力转换器以连接便携式电池和泵。

金宝搏官网技术简介:为什么使电动气动泵更小和更小,这是如此重要?

Rossiter教授:较小的泵更容易配置更广泛的动力服装。通常情况下,拥有更多的小泵比一个大泵要好。这也使得系统在失败时更加稳健。如果一个小泵故障,其他的可以分担负荷。

金宝搏官网技术简介:用这个泵设想的最令人兴奋的应用程序是什么?

Rossiter教授:权力的衣服!随着年龄的增长,我们都需要帮助才能行动。在我看来,由新型软鞋驱动的辅助性服装,是对独立、生活质量和幸福的巨大恩惠。

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