Pre-stressed Bi-stable Hair Clip Mechanism for Faster Swimming Robots

要約

構造の不安定性は致命的な故障につながる危険性があり、通常は特別な設計によって回避されます。
しかし、過去数十年にわたって、不安定なメカニズムを利用する傾向が現れてきました。
ヘアクリップのスナップにヒントを得て、私たちは、梁の横方向のねじり座屈と、事前に座屈したドーム状の薄壁構造のスナップスルーの独特の特性を、面内プレストレス機構という新しい分野で精緻に研究しています。
。
分析により、面内プレストレスト アクチュエータ (IPA) の 2D-3D アセンブリがどのように達成されるか、座屈後のエネルギー状況がどのように描写されるかが明らかになります。
これらをソフトロボット工学と組み合わせることで、双安定IPAを組み込むことで水中魚ロボットの性能が大幅に向上し、指のようなソフトグリッパーを刺激できることを示しました。

要約(オリジナル)

Structural instability is a hazard that leads to catastrophic failure and is generally avoided through special designs. A trend, however, has emerged over the past decades pointing to the harnessing of mechanisms with instability. Inspired by the snapping of a hair clip, we are finessing the unique characteristics of the lateral-torsional buckling of beams and the snap-through of pre-buckled dome-like thin-wall structures in a new field: the in-plane prestressed mechanism. Analyses reveal how the 2D-3D assembly of an in-plane prestressed actuator (IPA) is achieved and how the post-buckling energy landscape is pictured. Combining them with soft robotics, we show that the inclusion of a bistable IPA can enormously enhance the performance of an underwater fish robot as well as inspire a finger-like soft gripper.

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