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高精度3D打印制造无线模块化机器人

更新时间:2023-11-03      点击次数:406

在机器人科技领域,研发具备多功能和强适应性的系统,已经成为研究推动力。传统的机器人系统受限于固定的结构,这很大程度上削弱了它们在动态环境中的适应能力。想象一下,如果机器人能够根据实际需求灵活调整自身的形态和功能,那么它们在各类环境中的应用前景将十分广泛。


Anuruddha Bhattacharjee在南卫理公会大学BAST实验室攻读机械工程博士学位期间,倾力研发了一种模块化机器人立方体。这种机器人立方体配备了磁性连接器和内置磁铁,使得它们可以相互连接并组建各种形态。借助外部磁控制器,这些模块化机器人立方体能够实现无线操控,为微米级可重构机器人系统开辟了新的可能。


Bhattacharjee博士需要先设计和制造出功能模块化的立方体,然后在立方体的表面嵌入磁铁,这样就可以通过外部电磁控制器进行操纵。其中立方体的边缘为2mm,带有10个300µm的孔,用于嵌入磁铁。为了使立方体正常运作,他们需要在表面上精准地制作微孔,以便嵌入磁铁。该团队采用面投影微立体光刻(PµSL)技术这种超高精度3D打印技术,来制造出具有精确微孔的立方体。


3D打印模块立方体




在功能性模块化立方体制作完毕之后,嵌有磁铁的它们将被放入一个电磁三轴亥姆霍兹线圈装置中进行测试,以实现自主组装、按需拆卸以及重新配置的任务。模块化机器人是否能成功自组装,关键在于单个立方体的精准运动。而这种精准度,又直接取决于立方体制作的工艺水平,但市面上大多数的3D打印机都无法达到所需的精准度和准确度。最后,Bhattacharjee博士选择使用了摩方精密nanoArch®S140,该设备能够帮助团队迅速制作出尺寸精确的立方体,为机器人的自组装提供了坚实的基础。

“仅用了两周时间,我们便收到了3D打印样件。nanoArch® S140凭借高精准度,根据我们的设计图纸,精确地制作了所需的尺寸。摩方精密团队的高效沟通,让我们得以加速研究进程,并获得超越预期的成果。有效交流、准时交付和迅速响应,展示出摩方精密作为长期合作伙伴的可靠性和专业性。因此,我们毫不犹豫地推荐摩方精密,他们是您值得信赖的合作伙伴。"

—Anuruddha Bhattacharjee,博士,南卫理公会大学BAST实验


3D打印立方体组装成的模块化机器人




可重构模块化机器人可通过外部磁控制器进行无线操纵,并根据指令进行自我组装或拆解。采用面投影微立体光刻(PµSL)技术制作的小型立方体和生物相容材料的可用性,为磁模块化机器人应用于手术工具和生物医学领域开辟了新的可能性。