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研究展示了一类新的机械设备
2020年11月17日    阅读量:     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com  |  投稿

仅仅花了10年多的时间,但是真正的科学终于赶上了钢铁侠转变中的外骨骼套装的科幻小说。


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在今天在“科学机器人学”上发表的一篇论文中,杨百翰大学的工程师详细介绍了新技术,该技术使他们可以在结构的外部建立复杂的机制,而无需占用表面下方的任何实际空间。


这类称为“可开发机制”的新型机制,其名称源于可扩展表面或可从平面构型呈3-D形状而不会撕裂或拉伸的材料,例如纸或金属中国机器人网vrovro.com


它们位于弯曲的表面(例如,钢铁侠的衣服的手臂),并且在部署以发挥独特功能时可以变形或变形。不使用时,它们可以无缝地折回结构的表面。


BYU机械工程学教授拉里·豪威尔(Larry Howell)说:“这些新发现使建造与表面整合在一起的复杂机器变得非常紧凑,但是却可以部署并完成复杂的任务。” 它打开了一个具有更多功能但仍然非常紧凑的潜在设备的全新世界。”


随着医疗,航天和军工行业的制造商不断努力在更小的空间中获得更复杂的功能,制造超紧凑的机制变得越来越重要。可开发机制的潜在应用包括:


医疗:在微创手术中可以同时切割材料和部署照明的手术器械

车辆和飞机:可能从机身内表面展开并在不使用时完全挡开的存储组件

军事:四旋翼无人机,翼展可调,适合狭窄空间

空间:可以部署爪子进行岩石爬行的轮子,这对行星际漫游者特别有用。


这种新型的机械结构是由Howell和同事Spencer Magleby与折纸艺术家Robert Lang合作完成的基于折纸工程的工作。从用于NASA的太阳能电池板到用于警务人员的防弹屏障,他们的工作已引起国内和国际的广泛报道。随着研究人员转向弯曲的折纸原理,数学揭示了一种制造更复杂机器的新方法。


演示圆锥形可圆锥形展开机构运动的视频。马格比说:“折纸是实现这一目标的垫脚石。” “折纸艺术启发了我们去做看起来甚至不像折纸的事情,但这是许多新工程的核心。”


嵌入圆柱体中的切比雪夫直线机构运动的视频。新的研究领域是由美国国家科学基金会赞助的,其中包括BYU,南印第安纳大学和Lang Origami的研究人员。


霍维尔说:“完成过去只是科幻小说的事情非常酷。” “这些发现将使我们能够做任何人以前从未做过的事情。我们希望其他工程师在这些发现的基础上,以有助于使世界变得更美好的方式应用它们。


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