Origami-inspired Bi-directional Actuator with Orthogonal Actuation

要約

Origami は、革新的なソフト ロボット アクチュエータを設計するための有望な代替手段を提供します。
双方向の動きや構造異方性などの折り紙の特徴は、これまで広く研究されていませんでしたが、この手紙では、双方向アクチュエータの折り紙チューブにインスピレーションを得た斬新な設計を紹介します。
このアクチュエータは 2 つの直交する方向に動くことができ、それぞれの動きを制御するために本体全体に別個のチャネルがあります。
他の複雑な動きにも適応できるボトムアップ設計手法を導入します。
アクチュエーターは、一般的な 3D プリント技術を使用して製造されました。
耐久性を高めるために、さまざまな 3D プリント技術と素材を実験しました。
アクチュエータの強度はシリコンスピンコーティングを使用してさらに向上し、コーティングされたサンプル、コーティングされていないサンプル、およびシリコンのみのサンプルの性能を比較しました。
材料モデルは、万能試験機 (UTM) で試験片を試験することによって経験的に導かれました。
最後に、四足ロボットなど、これらのアクチュエーターの潜在的な用途を提案します。

要約(オリジナル)

Origami offers a promising alternative for designing innovative soft robotic actuators. While features of origami, such as bi-directional motion and structural anisotropy, haven’t been extensively explored in the past, this letter presents a novel design inspired by origami tubes for a bi-directional actuator. This actuator is capable of moving in two orthogonal directions and has separate channels throughout its body to control each movement. We introduce a bottom-up design methodology that can also be adapted for other complex movements. The actuator was manufactured using popular 3D printing techniques. To enhance its durability, we experimented with different 3D printing technologies and materials. The actuator’s strength was further improved using silicon spin coating, and we compared the performance of coated, uncoated, and silicon-only specimens. The material model was empirically derived by testing specimens on a universal testing machine (UTM). Lastly, we suggest potential applications for these actuators, such as in quadruped robots.

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