- 09/01
- 2017
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Vision小助手
(CMVU)
近日,在于韩国举办的 IEEE/RSJ 智能机器人与系统国际会议上,来自斯坦福大学的 Shiquan Wang 展示了一款针对攀岩机器人的微型多刺手掌。这种微型刺支撑的重量可以达到旧式设计的四倍,如此卓越的进步足以让喷气推进实验室(JPL)的 RoboSimian DRC 机器人成为攀岩冠军。是的!有了这种微型多刺手掌的帮助,RoboSimian DRC 机器人不仅可以爬上斜坡,还能在垂直的岩石表面攀爬,甚至连陡峭的悬岩也难不倒它!
这种微型刺的运作原理类似于小爪子。虽然每个刺都又细又短,抓握面积不大,但是只要总数够多,就可以支撑(或承受)极大的重量,正所谓众人拾柴火焰高嘛。前一代的微型刺设计,包括NASA用于小行星重定向任务(Asteroid Redirect Mission)的那些微型刺的柔性都非常高,它们可以通过让每个微型刺找到自己专属的微小抓握点,抓住粗糙至极的表面。这种柔性很强的设计应用面非常广,性能也相对稳定。但因为柔性机制使得微型刺的整体变得比较笨重,所以能塞入抓爪的微型刺的数量就少了。
左图对比了旧款的刺机制设计(上)和新款的线性约束设计(下)
右图则显示刺砖片(上)和单个带有微型弹簧的刺(下)
这些新刺的设计简单明了:每根15毫米长的钢刺套入3D打印的套管,连接弹簧会将其下压到它尝试抓握的表面。柔性轴能够辅助刺抓握粗糙的表面,60根刺会形成一个面积为18毫米 x 18毫米的“砖片”。然后,十二个砖片会共同组成这个手掌原型,每个砖片都有些许回旋的空间,这有助于它更好地优化负载分配。所有的刺都会稍稍倾向手掌抓握的表面,这意味着它们会在有力量施加到手掌的时候发挥作用,而一旦力量往相反方向抽离,手掌也能够轻松脱离表面。
研究人员在九种不同的表面上对这个完整的手掌原型进行了测试,取得了高达710N的剪切附着力,相当于旧式设计的四倍多。除了极其平滑或者粗糙的表面,它还适用于包括混凝土面层在内的多数岩石表面。接下来,该手掌将运用到包含被微型刺覆盖的柔性手指和脚趾上。
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