Name: 오블리크 챔버와 함께 부드러운 공기 네트워크 액츄에이터의 제작 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-17T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 9 s
Description: 학습하세요 부드러운 공기 네트워크 액츄에이터의 제작 방법을, 30도 경사 챔버를 사용하여 굴곡과 비틀림 동작을 동시에 구현합니다. 이 기법은 빠르고 신뢰할 수 있으며 저렴한 비용으로 소프트 로봇 연구에 활용됩니다.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

이 작품은 중국의 국가 자연과학 기초 그랜트 51622506 및 과학 및 기술 위원회의 상하이 시 그랜트 16JC1401000 아래에 의해 지원 되었다.

참고: 프로토콜 부드러운 공기 네트워크 액추에이터의 제작 절차를 제공합니다. 제작 절차, 금형의 세트 및 여러 액츄에이터 튜브 커넥터, 하기 전에 컴퓨터 지원 설계 (CAD) 소프트웨어 되어야 합니다 3 차원 인쇄 미리와 함께 설계 되었습니다. 금형은 그림 1B에 나와 있습니다.
1. 실리콘 탄성 중합체 준비
<ol><li>실리콘 엘라 스토 머 부품 B의 5 g와 45 g A 부분의 [무게에 의해 9:1 (A:B) 부품] 같은 혼합 컨테이너 (그림 2A)에 무게. 주사기를 사용 하 여 각 부분의 비율 정확한 지 확인 하. 참고: 다른 실리콘 탄성 체에 대 한 혼합 비율에 따라 다릅니다. 다른 실리콘 엘라 스토 머가 채택 될 때 각 부분의 비율을 조정 한다.</li>
	<li>실리콘 엘라 스토 머 행성 원심 믹서로 잘 섞어. 참고: 실리콘 탄성 중합체 그것의 처리 시간을 연장 하는 낮은 온도에 저장 될 수 있었다.</li>
</ol>2. 챔버 부품 제조
<ol><li>스프레이 형 부품 A와 파트 b.의 표면에 균일 하 게 실리콘 고무 제품에 대 한 금형 릴리스 에이전트</li>
	<li>파트 A와 파트 B 챔버의 제조에 대 한 금형의 조립. 형 실리콘 탄성 중합체의 누설을 방지 하기 위해 클립의 양쪽 끝을 잡으십시오.</li>
	<li>주사기와 실리콘 엘라 스토 머의 5 mL을 연결 끝 (튜브를 연결 하기 위한 액추에이터의 한쪽 끝에 원통형 구조) 날조를 위한 금형의 구멍에 천천히 주입. 그런 다음 전체 금형 채울 실리콘 엘라 스토 머 (그림 2B). 참고: 낮은 유량을 유지 하 고 천천히 앞뒤로, 실리콘 탄성 중합체 형의 작은 구조를 입력 하도록.</li>
	<li>아니 더 많은 거품 표시 (그림 2C) 될 때까지 바늘의 팁으로 표면에 형성 하는 거품 피어스.</li>
	<li>금형의 상단 표면 따라 블레이드와 어떤 초과 실리콘 탄성 중합체 떨어져 다쳤어요.</li>
	<li>70 ° C에서 오븐에서 두고 형 실리콘 탄성 중합체 치료 때까지.</li>
	<li>주사기를 사용 하 여 거품과는 액추에이터의 표면에 나타나는 구멍에 실리콘 탄성 중합체 삽입 하.</li>
	<li>어떤 과잉 실리콘 탄성 중합체 표면에 떨어져 다쳤어요.</li>
	<li>70 ° C에서 오븐에서 두고 형 실리콘 탄성 중합체 치료 때까지.</li>
</ol>3. 베이스 부품 제조
<ol><li>C. 금형 부품의 표면에 실리콘 탄성 중합체 제품 몰드 릴리스 에이전트를 균일 하 게 스프레이</li>
	<li>금형의 C 부분에 실리콘 고무를 붓는 다.</li>
	<li>볼 수 없는 더 많은 거품 있다 때까지 바늘의 팁으로 표면에 형성 하는 거품 피어스.</li>
	<li>금형의 상단 표면 따라 블레이드와 어떤 초과 실리콘 탄성 중합체 떨어져 다쳤어요.</li>
	<li>70 ° C에서 오븐에서 두고 형 실리콘 탄성 중합체 치료 때까지.</li>
</ol>4. 액츄에이터 어셈블리
<ol><li>기본 부품의 한 면에 균등 하 게 실리콘 탄성 중합체, 1 m m 두께의 레이어를 붓는 다.</li>
	<li>기본 부분에 챔버 부분을 놓습니다. 주사기를 사용 하 여 챔버 부분과 기본 부분 (그림 2D) 사이의 공간에 주입 실리콘 탄성 중합체.</li>
	<li>실리콘 엘라 스토 머 완 치 될 때까지 70 ° C에서 오븐에 액추에이터를 놓습니다.</li>
</ol>5. 배관 연결
<ol><li>3 차원 인쇄 액츄에이터 튜브 커넥터의 남성 스 터 드 푸시에 나사에 맞는 공 압 피팅 수락을 누릅니다.</li>
	<li>바늘을 사용 하 여 실린더의 중심선을 따라 액츄에이터의 연결 끝 피어스. 약 2 m m 강철 막대와 구멍의 직경을 증가.</li>
	<li>(그림 2E) 액추에이터로 액츄에이터 튜브 커넥터 스크류.</li>
	<li>맞는 공 압 피팅 남성 스 터 드 푸시에 튜브의 섹션을 밀어.</li>
</ol>6. 누설 검사 및 수리
<ol><li>공기 소스에 액추에이터를 연결 합니다.</li>
	<li>물에서 전체 액추에이터를 배치 하 고 (그림 2F) 액추에이터 기 압. 거품은 누출 형성 여부를 관찰 합니다.</li>
	<li>주사기를 사용 하 여 누출 포인트 실리콘 엘라 스토 머를 주입. 실리콘 엘라 스토 머 완 치 될 때까지 70 ° C에서 오븐에 액추에이터를 놓습니다.</li>
	<li>필요한 경우 단계 6.1-6.3를 반복 합니다.</li>
</ol>

<ol><li>Rus, D., Tolley, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design%2C+fabrication+and+control+of+soft+robots%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Design, fabrication and control of soft robots.</a> Nature. 521 (7553), 467-475 (2015).</li>
<li>Ilievski, F., Mazzeo, A. D., Shepherd, R. F., Chen, X., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soft+robotics+for+chemists%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Soft robotics for chemists.</a> Angewandte Chemie International Edition. 50 (8), 1890-1895 (2011).</li>
<li>Shepherd, R. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multigait+soft+robot%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Multigait soft robot.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (51), 20400-20403 (2011).</li>
<li>Yap, H. K., et al. <a target="_blank" href="https://ieeexplore.ieee.org/document/7856941/">A fully fabric-based bidirectional soft robotic glove for assistance and rehabilitation of hand impaired patients.</a> IEEE Robotics and Automation Letters. 2 (3), 1383-1390 (2017).</li>
<li>Yang, Y., Chen, Y., Li, Y., Chen, M. Z. Q., Wei, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioinspired+Robotic+Fingers+Based+on+Pneumatic+Actuator+and+3D+Printing+of+Smart+Material%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Robotics%22%5BJournal%5D)">Bioinspired Robotic Fingers Based on Pneumatic Actuator and 3D Printing of Smart Material.</a> Soft Robotics. 4 (2), 147-162 (2017).</li>
<li>Gu, G. Y., Zhu, J., Zhu, L. M., Zhu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+survey+on+dielectric+elastomer+actuators+for+soft+robots%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinspiration+%26+Biomimetics%22%5BJournal%5D)">A survey on dielectric elastomer actuators for soft robots.</a> Bioinspiration & Biomimetics. 12 (1), 011003(2017).</li>
<li>Holland, D. P., et al. <a target="_blank" href="https://ieeexplore.ieee.org/document/7862175/">The soft robotics toolkit: Strategies for overcoming obstacles to the wide dissemination of soft-robotic hardware.</a> IEEE Robotics & Automation Magazine. 24 (1), 57-64 (2017).</li>
<li>Galloway, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soft+Robotic+Grippers+for+Biological+Sampling+on+Deep+Reefs%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Robotics%22%5BJournal%5D)">Soft Robotic Grippers for Biological Sampling on Deep Reefs.</a> Soft Robotics. 3 (1), 23-33 (2016).</li>
<li>Polygerinos, P., Wang, Z., Galloway, K. C., Wood, R. J., Walsh, C. J. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921889014001729">Soft robotic glove for combined assistance and at-home rehabilitation.</a> Robotics and Autonomous Systems. 73, 135-143 (2015).</li>
<li>Tolley, M. T., et al. <a target="_blank" href="https://www.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/soro.2014.0008">A Resilient, Untethered Soft Robot.</a> Soft Robotics. 1 (3), 213-223 (2014).</li>
<li>Ainla, A., Verma, M. S., Yang, D., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="https://www.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/soro.2017.0017?journalCode=soro">Soft, Rotating Pneumatic Actuator.</a> Soft Robotics. 4 (3), 297-304 (2017).</li>
<li>Koizumi, Y., Shibata, M., Hirai, S. <a target="_blank" href="https://ieeexplore.ieee.org/document/6224834/">Rolling tensegrity driven by pneumatic soft actuators.</a> 2012 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA). , Saint Paul, MN. (2012).</li>
<li>Connolly, F., Polygerinos, P., Walsh, C. J., Bertoldi, K. <a target="_blank" href="https://www.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/soro.2015.0001">Mechanical Programming of Soft Actuators by Varying Fiber Angle.</a> Soft Robotics. 2 (1), 26-32 (2015).</li>
<li>Connolly, F., Walsh, C. J., Bertoldi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automatic+design+of+fiber-reinforced+soft+actuators+for+trajectory+matching%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Automatic design of fiber-reinforced soft actuators for trajectory matching.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (1), 51-56 (2017).</li>
<li>Martinez, R. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robotic+tentacles+with+three-dimensional+mobility+based+on+flexible+elastomers%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Robotic tentacles with three-dimensional mobility based on flexible elastomers.</a> Advanced Materials. 25 (2), 205-212 (2013).</li>
<li>Polygerinos, P., et al. <a target="_blank" href="https://ieeexplore.ieee.org/document/7110394/">Modeling of Soft Fiber-Reinforced Bending Actuators.</a> IEEE Transactions on Robotics. 31 (3), 778-789 (2015).</li>
<li>Mosadegh, B., et al. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201303288">Pneumatic Networks for Soft Robotics that Actuate Rapidly.</a> Advanced Functional Materials. 24 (15), 2163-2170 (2014).</li>
<li>Wang, T., Ge, L., Gu, G. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924424717316977">Programmable design of soft pneu-net actuators with oblique chambers can generate coupled bending and twisting motions.</a> Sensors and Actuators A: Physical. 271, 131-138 (2018).</li>
<li>Marchese, A. D., Katzschmann, R. K., Rus, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Recipe+for+Soft+Fluidic+Elastomer+Robots%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Robotics%22%5BJournal%5D)">A Recipe for Soft Fluidic Elastomer Robots.</a> Soft Robotics. 2 (1), 7-25 (2015).</li>
</ol>

저자는 공개 없다.

종이 오블리크 챔버와 함께 부드러운 공기 네트워크 액츄에이터의 제작 가이드 방법 프로토콜을 제공 합니다. 프로토콜을 따라 한 액추에이터 3 h 이내 독립적으로 날조 될 수 있다. 프로토콜의 주요 단계는 다음과 같이 요약할 수 있습니다. (i)는 실리콘 탄성 중합체는 비율에서 준비 하 고 잘 혼합. (ii)는 실리콘 탄성 중합체 챔버 부품과 기본 부품의 제조에 대 한 금형에 부 어 있다. (iii) 노출된 표면에 거품이 피어 싱 하 고 노출된 표면에 어떤 과잉 실리콘 탄성 중합체 긁어. (iv)는 실리콘 탄성 중합체는 오븐에 치료 된다. (두 부분 v)는 실리콘 탄성 중합체에 의해 함께 보 세. 오븐에 또 다른 치료 단계 제조 공정 완료 된다. (vi) 액추에이터 어떤 누수 확인을 공기 소스에 연결 되어 있습니다. 액추에이터 그것 누수 경우 실리콘 탄성 중합체로 고쳐져 야 한다.
조작된 액츄에이터의 품질과 작동 성능을 보장 하기 위해 프로토콜에 몇 가지 중요 한 단계 설명 다음과 ...

부드러운 공 압 액츄에이터 (스파)는 부드러운 공기 압력1,2의 간단한 입력으로 작동 될 수 있는. 그들은 실리콘 탄성 체3, 직물4, 형상 기억 고분자5, 유 전체 탄성 체6등 다양 한 재료로 날조 될 수 있다. 스파 소프트 로봇 응용 프로그램8,9에 대 한 가장 유망한 장치 중 하나 되는 연구원의 준수, 교묘한 움직임, 및 간단한 제조 방법7, 그들의 성격에서 혜택을 했습니다. 스파10, 회전11, 들어온다 및12 의 변형, 확장, 확대, 절곡, 왜곡 하 고13, 를 포함 하 여 다양 한 종류에 따라 압 연 하 여 다양 한 정교한 동작을 실현할 수 있습니다. 14. 동작의 종류를 만들 수, 스파는 병렬 채널15,16, 섬유 보강재 단일 챔버와 선형 시체 같은 다른 구조에 설계 되었습니다 및 네트워크의 반복 하위 챔버17. 그 중 반복된 하위 챔버, 부드러운 공기 네트워크 액츄에이터의 네트워크와 스파 그들은 상대적으로 낮은 입력된 압력 하에서 큰 개를 생성할 수 있기 때문에 널리 채택 된다. 그러나, 이전 디자인의 대부분에서는, 액추에이터의이 종류 벤딩 동작 크게 그들의 응용 프로그램을 제한 하는 2 차원 공간에서 생성할 수 있습니다.
부드러운 공기 네트워크 액추에이터 챔버 내부 채널에 의해 연결 된 선형 배열된 그룹으로 구성 됩니다. 각 입방 챔버 다른 쌍 보다는 반대 벽의 쌍을 포함 하 고 얇은 벽에 수직인 방향으로 2 면 인플레이션을 생성 합니다. 원래, 챔버의 얇은 벽 액추에이터 본문의 긴 축에 수직이 고 긴 축 함께 급증. 이 일 직선상 inflations 챔버와 확장 가능한 비 기지에는 완전 한 순수 굽 힘 액추에이터의 이어질. 3 차원 공간에서 액추에이터의 움직임을 탐구 하는 챔버의 방향 조정 되도록 얇은 쪽 벽은 더 이상 각 챔버의 인플레이션 방향을 수 없습니다 (그림 1A), 액추에이터의 긴 축에 수직인 축에서 오프셋 하려면 선적 된다. 모든 병렬 하지만 아니라 선적 inflations 결합 절곡 및 3 차원 공간18에서 모션을 왜곡으로 액추에이터의 동작을 변경 합니다. 이 결합 된 모션 더 많은 유연성과 손 재주는 액추에이터를 사용 하며는 액추에이터 유연한 조작자, 생물학으로 고무 된 로봇, 의료 기기 등 더 실용적인 응용 프로그램에 대 한 적합 한 후보.
이 프로토콜 오블리크 챔버와 함께 부드러운 공기 네트워크 액추에이터의이 종류의 제조 방법을 보여줍니다. 그것은 실리콘 탄성 중합체, 챔버 및 기본 부품, 액추에이터를 조립, 연결 튜브, 누수, 검사 및, 필요한 경우 복구 액추에이터 조작 준비 포함 한다. 그것은 또한 정상적인 부드러운 공기 네트워크 드라이브 및 성형 방법에 대 한 몇 가지 간단한 수정으로 생산 될 수 있는 다른 소프트 액츄에이터를 조작 하 사용할 수 있습니다. 우리는 30 ° 경사 챔버와 함께 부드러운 공 압 액츄에이터를 조작 하는 자세한 단계를 제공 합니다. 다른 응용 프로그램에 대 한 다른 챔버 각도와 액츄에이터 같은 프로토콜에 따라 날조 될 수 있다. 그 외에, 다양 한 요구에 대 한 멀티 액츄에이터 시스템을 형성 하는 액추에이터를 결합할 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>실리콘 엘라스토머</td><td>Wacker</td><td>ELASTOSIL M4601 A/B</td> 액추에이터 주사기<td>의 재질</td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>상하이 친절한 의료 기기&nbsp;</td><td>10 ml</td><td>연결 끝을 제작하기 위해 금형의 구멍에 실리콘 고무를 주입하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>정밀 저울</td><td>Shanghai Hochoice</td><td>UTP-313</td><td>실리콘 고무의 무게를 측정하는 데 사용됩니다</td></tr><tr><td>. 행성 원심 진공 믹서</td><td>THINKY</td><td>ARE-310</td><td>혼합 공정 후 실리콘 고무와 탈포를 혼합하는 데 사용됩니다</td></tr>. <tr><td>이형제</td><td>Smooth-on</td><td>Release 200</td><td>탈형의 용이성을 위해 사용됩니다. 주의;</td></tr><tr><td>바늘</td><td>상하이 친절한 의료 기기&nbsp;</td><td></td><td>표면에 형성된 기포를 피어싱하는 데 사용</td></tr><tr><td>유틸리티 블레이드</td><td>M& G Chenguang 문구류</td><td>ASS91325</td><td>금형의 상부 표면을 따라 과도한 실리콘 고무를 긁어내는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>진공 오븐</td><td>닝보 SI 악기</td><td>DZF-6050</td> 실리콘 고무 남성 스터드 푸시<td>의 치료 시간을 줄이는 데 사용</td></tr><tr><td>공압 피팅</td><td>Zhe Jiang BLCH Pneumatic Science & 기술</td><td>PC4-01</td><td>튜브와 3D 인쇄 액추에이터 튜빙 커넥터를 연결하는 데 사용</td></tr><tr><td>튜빙</td><td>SMC</td><td>TU0425</td><td>액추에이터 작동에 사용</td></tr><tr><td>진공 펌프</td><td>Zhe Jiang BLCH Pneumatic Science & </td><td>공기 공급원으로 사용되는</td>기술 <td></td></tr><tr><td>압력 밸브</td><td>Zhe Jiang BLCH Pneumatic Science & 기술</td><td>: IR1000-01BG</td><td>: 입력 공기 압력을 조정하는 데 사용됩니다.</td></tr></tbody></table>

오블리크 챔버와 함께 부드러운 공기 네트워크 액츄에이터의 제작

Fabrication of Soft Pneumatic Network Actuators with Oblique Chambers

부드러운 공기 네트워크 액추에이터 소프트 로봇에 가장 유망한 개폐 장치 중 하나는 혜택을에서 그들의 큰 굴곡 변형 및 낮은 입력 되고있다. 그러나, 2 차원 (2 차원) 공간에서 그들의 단조로운 벤딩 모션 형태는 다양 한 응용 프로그램에서 그들을 유지합니다. 이 종이를 3 차원 (3 차원) 공간에서 자신의 움직임을 탐험 오블리크 챔버와 함께 부드러운 공기 네트워크 액츄에이터의 상세한 제조 메서드를 제공 합니다. 오블리크 챔버의 디자인 결합 벤딩 기능, 왜곡 하 고 그들에 게 dexterously 유연한 조작자, 생물학으로 고무 된 로봇 및 의료 기기 이동 가능성을 주는 가변으로 작동 수 있습니다. 제조 공정 실리콘 탄성 중합체 준비, 챔버 및 기본 부품 제조, 액츄에이터 어셈블리, 배관 연결, 누수, 액추에이터 복구에 대 한 검사를 포함 하 여 성형 방법을 기반으로 합니다. 제조 방법은 금형에만 몇 가지 수정 액츄에이터의 일련의 급속 한 제조를 보장합니다. 테스트 결과 액추에이터 저명한 굽 힘 및 능력을 왜곡의 높은 품질을 보여 줍니다. 그리퍼의 실험에는 다른 직경을 가진 개체에 적응 하 고 충분 한 마찰을 제공 하는 개발의 장점을 보여 줍니다.

단일 액추에이터: 제조 방법을 확인 하 고 액추에이터, 30 °, 45 °, 60 °의 기능을 설명 하 액추에이터 조작 하 고 테스트 했다. 실험 설정에 대 한 공기 펌프 밸브를 활성화 하기 위해 고용 되었다. 밸브는 내부 압력을 제어 하는 액추에이터를 연결 되었다. 단일 액추에이터의 연결 끝에 고정 하 고 수직으로 배치 했다. 액추에이터는 가압 되 고, 하는 동안 두 개의 디지털 카메라를 다른 관점에서 그것의 위치를 캡처 사용 되었다. 분명히 그 위치 (그림 3A) 액추에이터의 움직임을 분석 2 개의 매개 변수에 의해 기술 될 수 있다: 벤딩 각도 각도 트위스트. 이러한 두 매개 변수 숫자 다른 챔버 각도와 작동기의 성능을 구분할 수 있습니다.
<p class="jove_content" fo:keep-together.within-page="1"...

여기 선물이 오블리크 챔버와 함께 부드러운 공기 네트워크 액츄에이터의 제조 방법. 액추에이터는 부드러운 로봇에 응용 프로그램을 확장 결합 된 굽 힘과 움직임, 왜곡을 생성 할 수 있다.

Soft pneumatic network actuators have become one of the most promising actuation devices in soft robotics which benefits from their large bending ...

이 방법은 결합된 굽힘 및 비틀림 동작을 특성화하는 비스듬한 챔버가 있는 소프트 공압 네트워크 액추에이터의 제조 방법을 보여줌으로써 소프트 셀 로봇 분야의 주요 질문에 답합니다. 이 기술의 주요 장점은 빠르고 신뢰할 수 있으며 저렴하며 다양한 구조의 소프트 공압 액추에이터 제작에 적합하다는 것입니다. 일반적으로 이 방법을 처음 접하는 개인은 제작에 많은 단계가 포함되어 있고 하나의 사소한 부적절한 작동으로 액추에이터의 치명적인 고장이 발생할 수 있기 때문에 어려움을 겪을 것입니다.제작 공정에는 금형이 필요합니다. 30도 비스듬한 챔버가 있는 액추에이터용 금형 세트를 설계하고 3D 프린팅합니다. 두 부분으로 구성된 챔버 몰드를 형성하고 한 부분에는 튜브 연결을 만들기 위한 구멍이 있습니다.세 번째 부분은 기초를 형성합니다. 다음으로 혼합 용기를 저울에 놓습니다. 별도의 주사기에는 실리콘 엘라스토머 구성 부품 A와 B가 있습니다. 주사기와 스케일을 사용하여 혼합 용기에 각 구성 요소의 원하는 질량을 추가합니다.이제 혼합 용기를 유성 원심 믹서로 옮기고 잘 섞습니다. 혼합 후 실리콘 엘라스토머는 프로토콜에 사용할 준비가 된 것입니다. 챔버의 금형 조각으로 작업합니다.각 조각에 실리콘 엘라스토머 제품용 이형제를 고르게 분사합니다. 두 조각의 방향을 적절하게 지정하고 함께 가져와 금형을 조립합니다. 누출을 방지하기 위해 클립으로 금형의 양쪽 끝을 잡으십시오.주사기로 5ml의 실리콘 엘라스토머를 얻으십시오. 엘라스토머를 금형의 구멍에 천천히 주입하여 연결 끝을 제작합니다. 그런 다음 전체 금형에 실리콘 엘라스토머를 채웁니다.저유량을 사용하고 엘라스토머를 천천히 앞뒤로 움직입니다. 곰팡이가 채워지면 바늘을 사용하여 표면에 형성되는 기포를 뚫습니다. 블레이드를 사용하여 금형 상부 표면의 과도한 엘라스토머를 긁어냅니다.이제 곰팡이가 경화될 때까지 섭씨 70도의 오븐에 곰팡이를 넣습니다. 경화 후 금형을 검사하십시오. 주사기를 사용하여 액추에이터 표면의 기포와 구멍에 실리콘 엘라스토머를 주입합니다.표면의 과도한 엘라스토머를 긁어냅니다. 곰팡이가 경화될 때까지 금형을 섭씨 70도 오븐에 다시 넣습니다. 이것은 경화 및 탈형 후 이러한 단계에 의해 생성되는 챔버의 예입니다.베이스의 금형 조각을 가져옵니다. 실리콘 엘라스토머용 이형제를 표면에 고르게 분사합니다. 실리콘 엘라스토머를 금형에 부어 완전히 채웁니다.그런 다음 바늘로 표면에 형성되는 거품을 뚫습니다. 블레이드로 상부 표면을 따라 여분의 실리콘 엘라스토머를 긁어냅니다. 실리콘 엘라스토머가 경화될 때까지 금형을 섭씨 70도의 오븐에 넣습니다.이것은 경화 및 탈형 후 이러한 단계에서 생성되는 염기의 예입니다. 이 시점에서 액추에이터 구성 요소가 준비되었습니다. 챔버와 베이스 모두에서 작업하십시오.베이스의 한쪽 면에 1mm 두께의 실리콘 엘라스토머 층을 붓는 것으로 시작합니다. 그런 다음 챔버 부분을 바닥에 놓습니다. 두 조각 사이에 공간이 생깁니다.주사기를 사용하여 실리콘 엘라스토머를 공간에 주입합니다. 엘라스토머가 경화될 때까지 액추에이터를 섭씨 70도의 오븐에 넣습니다. 액츄에이터를 경화한 후 액츄에이터 튜빙 커넥터를 두드립니다.수 스터드 푸시인 핏 공압 피팅의 나사를 수용해야 합니다. 바늘로 실린더의 중심선을 따라 액추에이터의 연결 끝을 뚫습니다. 강철 막대를 사용하여 구멍의 직경을 약 2mm로 늘립니다.액추에이터 튜빙 커넥터를 가져와 액추에이터에 나사로 고정합니다. 제자리에 고정되면 튜브 부분을 공압 피팅에 밀어 넣습니다. 마지막 단계는 누출을 확인하는 것입니다.이를 위해 액추에이터를 덮을 수 있는 물통을 사용하십시오. 액추에이터를 가져와 공기 공급원에 연결하십시오. 전체 액추에이터를 물에 넣고 압력을 가하십시오.누출로 인해 기포가 형성되는지 관찰하십시오. 테스트가 끝나면 물에서 액추에이터를 제거하십시오. 이 비디오에서 30도 액추에이터는 0 적용 공기 압력에서 시작됩니다.압력이 0 킬로파스칼에서 90 킬로파스칼로 증가함에 따라 중단 없이 액추에이터가 구부러지거나 비틀립니다. 압력이 감소하면 원래 상태로 돌아갑니다. 액추에이터의 굽힘 각도는 작동하지 않은 위치의 몸체 선과 작동된 위치의 몸체 선 사이의 각도로 정의됩니다.비틀림 각도는 작동하지 않은 위치의 팁 라인과 작동 위치 사이의 각도입니다. 이 플롯은 굽힘 각도를 30, 45 및 60도의 경사각을 가진 액추에이터에 대한 압력의 함수로 보여줍니다. 다음은 압력의 함수로 비틀림 각도에 대한 유사한 플롯입니다.수직 스케일의 차이에 주목하십시오. 이 절차를 시도하는 동안 오븐에 넣기 전에 상단 표면에 형성되는 기포를 뚫고 금형 상단 표면의 과도한 엘라스토머를 긁어내는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 이 절차에서 실리콘 엘라스토머를 수동으로 혼합할 수 있으며 믹서와 오븐을 사용할 수 없는 경우 엘라스토머를 실온에서 경화할 수 있습니다.개발 후,이 방법은 소프트 공압 액추에이터 제조 분야의 연구원들이 3D 공간에서 움직임을 구부리고 비틀 수있는 비스듬한 챔버를 탐구 할 수있는 길을 열었습니다. 바늘과 칼날로 작업하는 것은 매우 위험할 수 있으므로 주의를 기울여야 한다는 것을 잊지 마십시오. 상처를 피하십시오. 또한 니트릴 장갑은 실리콘 엘라스토머로 작업할 때 항상 착용해야 합니다.

fabrication-of-soft-pneumatic-network-actuators-with-oblique-chambers

Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

이 백서는 수술용 매니퓰레이터를 위한 소프트 유닛의 설계 및 제작에 대해 설명합니다. 기본 모듈에는 전방향 굽힘 및 연신을 달성하기 위한 3개의 유연한 유체 액추에이터와 강성 제어를 가능하게 하는 과립형 재밍 기반 메커니즘이 포함되어 있습니다. 완전한 기계적 특성화도 보고됩니다.

디자인과 소프트 모듈 형 로봇의 탄성 장치의 제작 최소 침습 수술

이 원고는 실리콘 멤브레인을 기반으로 하는 유전체 엘라스토머 소프트 액추에이터의 제조를 위한 제조 공정을 보여줍니다. 생산의 세 가지 주요 단계가 자세히 제시됩니다 : 얇은 실리콘 멤브레인의 블레이드 주조; 준수 전극의 패드 인쇄; 그리고 모든 구성 요소의 조립.

실리콘 엘라스토머 계 유전 액츄에이터 제조 공정

여기에서는 직접 레이저 쓰기를 사용하여 모양과 분자 정렬을 나노미터 규모의 정확도로 엔지니어링할 수 있는 3D 고분자 마이크로/나노 구조를 제작합니다. 여러 유형의 액정 엘라스토머 미세 구조의 광 유도 변형은 미시적 규모로 제어 할 수 있습니다.

자유 형식 등 엑츄에이터 - 현미경 규모의 제조 및 개폐 제어

이 프로토콜은 소프트 그리퍼 장치를 제작하기 위해 3D 프린팅과 소프트 리소그래피 기술을 결합한 막대 기반 접근 방식을 설명합니다. 이 접근 방식은 챔버 구성 요소를 통합하여 외부 공기 공급원의 필요성을 없애고 특히 소형 공압 채널의 경우 밀봉 공정 중 폐색 가능성을 줄입니다.

섬세한 조직 조작을위한 사용자 정의 소프트 로봇 공압 그리퍼 장치의로드 기반의 제조

여기에서는 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 만들어진 이중층 미세유체 시스템의 제조 및 작동에 대해 설명합니다. 우리는 트래핑을 위한 이 장치의 잠재력을 보여주고, 결정질 분자 물질의 배위 경로를 지시하고, 온칩 트랩 구조에 대한 화학 반응을 제어합니다.

미세 유체 압축 공기를 넣은 케이지 : A의 칩 크리스탈 트래핑, 조작에 대한 새로운 접근 방식 및 제어 화학 처리

이 프로토콜은 얇은 폼 팩터를 가진 부드러운 공압 액추에이터 및 로봇의 신속한 제조 방법을 설명합니다. 제조 방법은 열가소성 폴리 우레탄 (TPU) 시트의 적층과 액추에이터와 로봇을 형성하는 2 차원 패턴의 레이저 절단 / 용접으로 시작합니다.

얇은 연공압 액추에이터 및 로봇의 신속한 제조

이 기사에서는 생물 의학, 생체 모방 및 연질 로봇 응용 분야에서 액추에이터를 위한 이온 전기 역학 활성 복합 재료의 빠르고 간단한 제조 공정에 대해 설명합니다. 주요 제작 단계, 액추에이터의 최종 특성에 대한 중요성 및 일부 주요 특성화 기술에 대해 자세히 설명합니다.

탄소 기반 이온 전기 기계적 활성 연액추에이터 제작

이 프로토콜은 도마뱀에서 영감을 받은 소프트 로봇의 등반 성능의 제조, 제어 및 평가를 위해 수행할 단계의 자세한 목록을 제공합니다.

Gecko에서 영감을 받은 소프트 로봇의 제조, 제어 및 성능 평가

우리는 전기 유체 정역학 액추에이터에서 단일 축 동축 모터 펌프 어셈블리의 펌프 흐름 특성과 성능을 평가하고 모터 펌프 어셈블리의 광범위한 작업 조건에서 실험적으로 전체 효율을 조사하기위한 시뮬레이션 모델을 구축했습니다.

전기 유체 정역학 액추에이터에서 단일 축 동축 모터 펌프 어셈블리의 모델링 및 실험 분석

여기에서는 수중수(water-in-oil) 에멀젼(플러그)의 조합 라이브러리를 생산하기 위한 폴리디메틸실록산(PDMS) 기반 이중층 장치의 제조를 소개합니다. 플러그 생산을 자동화하는 데 필요한 하드웨어 및 소프트웨어는 프로토콜에 자세히 설명되어 있으며 형광 플러그의 정량적 라이브러리 생산도 시연됩니다.

조합 플러그 생산을 위한 이중층 미세유체 장치

학습하세요 부드러운 공기 네트워크 액츄에이터의 제작 방법을, 30도 경사 챔버를 사용하여 굴곡과 비틀림 동작을 동시에 구현합니다. 이 기법은 빠르고 신뢰할 수 있으며 저렴한 비용으로 소프트 로봇 연구에 활용됩니다.

오블리크 챔버와 함께 부드러운 공기 네트워크 액츄에이터의 제작

더 많은 동영상 탐색