要約
誘電エラストマー アクチュエータ (DEA) は、人工筋肉としても認識されており、ソフト移動ロボット用に広く開発されています。
クレーム骨格と小型化により、狭いスペースの検査に最適です。
この研究では、誘電エラストマーを平らな双安定機構上に支持することによって構築された、新しい薄型 (1.1 mm) で軽量 (1.8 g) の双安定面内 DEA (Bi-DEA) を提案します。
双安定機構のない面内 DEA (I-DEA) と比較して、変位と出力が増幅されます。
次に、固定要素として 3 つの静電接着パッド (EA-Pad) を使用して、Bi-DEA を薄いソフト ロボットに適用します。
このロボットは、這ったり登ったりして、ミリメートルスケールの狭い隙間にアクセスすることができます。
双安定メカニズムと DEA の理論モデルが提示されます。
このメカニズムによって誘発される Bi-DEA のパフォーマンスの向上は実験的に検証されています。
EA-Pad はアクチュエータと移動基材の間の接着力を提供し、紙やアクリルなどのさまざまな表面上を這ったり登ったりすることができます。
この薄いソフトロボットは、4mmの狭い隙間を最大3.3mm/秒（体の長さ1秒あたり0.07、体の厚さ2.78）の速度で這うことができることが実証されています。
要約(オリジナル)
Dielectric elastomer actuators (DEAs), also recognized as artificial muscle, have been widely developed for the soft locomotion robot. With the complaint skeleton and miniaturized dimension, they are well suited for the narrow space inspection. In this work, we propose a novel low profile (1.1mm) and lightweight (1.8g) bi-stable in-plane DEA (Bi-DEA) constructed by supporting a dielectric elastomer onto a flat bi-stable mechanism. It has an amplified displacement and output force compared with the in-plane DEA (I-DEA) without the bi-stable mechanism. Then, the Bi-DEA is applied to a thin soft robot, using three electrostatic adhesive pads (EA-Pads) as anchoring elements. This robot is capable of crawling and climbing to access millimetre-scale narrow gaps. A theoretical model of the bi-stable mechanism and the DEA are presented. The enhanced performance of the Bi-DEA induced by the mechanism is experimentally validated. EA-Pad provides the adhesion between the actuator and the locomotion substrate, allowing crawling and climbing on various surfaces, i.e., paper and acrylic. The thin soft robot has been demonstrated to be capable of crawling through a 4mm narrow gap with a speed up to 3.3mm/s (0.07 body length per second and 2.78 body thickness per second).
arxiv情報
| 著者 | Xi Wang,Jung-che Chang,Feiran Wang,Dragos Axinte,Xin Dong |
| 発行日 | 2024-09-30 12:52:10+00:00 |
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