Name: Fabricage van zachte pneumatische netwerk Actuators met schuine Chambers (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-17T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 9 s
Description: Leer een betrouwbare en kosteneffectieve fabricagemethode voor zachte pneumatische actuatoren met schuine kamers. Deze techniek genereert gekoppelde buig- en draaibewegingen voor toepassingen in zachte robotica.

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

Dit werk werd gesteund door de nationale Natural Science Foundation van China onder Grant 51622506 en de wetenschap en technologie Commissie van Shanghai gemeente onder Grant 16JC1401000.

Opmerking: Het protocol biedt de procedures van de fabricage van een netwerk van zachte pneumatische actuator. Vóór de fabricage-procedure, een aantal mallen en verschillende actuator-buis connectoren, die zijn ontworpen met computer-aided design (CAD)-software moet 3-d-3-d-afgedrukt op voorhand. De mallen worden weergegeven in Figuur 1B.
1. silicone-elastomeer voorbereiding
<ol><li>Weeg 5 g van silicone-elastomeer deel B en 45 g van deel A [9:1 (A:B) delen door het gewicht] in dezelfde mengen container(Figuur 2). Gebruiken een spuit om ervoor te zorgen dat de omvang van elk deel kloppen. Opmerking: De mengverhouding varieert voor verschillende silicone-elastomeren. Het aandeel van elk deel moet worden aangepast wanneer een ander silicone-elastomeer wordt aangenomen.</li>
	<li>De silicone-elastomeer goed mengen met de planetaire centrifugaal mixer. Opmerking: De silicone-elastomeer kan worden opgeslagen op een lage temperatuur te verlengen de verwerkingstijd.</li>
</ol>2. de kamer deel Fabrication
<ol><li>Spray de schimmel release agent voor silicone-elastomeer producten gelijkmatig over het oppervlak van de schimmel deelA en deel B.</li>
	<li>Het assembleren van deel A en deel B van de mal voor de fabricage van een kamer. Houd beide uiteinden van de schimmel met clips om te voorkomen dat de lekkage van silicone-elastomeer.</li>
	<li>Neem 5 mL van silicone-elastomeer met een spuit en het langzaam te injecteren in het gat van de mal voor het fabriceren van het einde van de verbinding (de cilindrische structuur aan de ene kant van de bedieningssleutel voor het aansluiten van de slang). Daarna vult u de hele schimmel met de silicone-elastomeer (Figuur 2B). Opmerking: Houd een lage stroomsnelheid en langzaam heen en weer, om te laten de silicone-elastomeer Voer de kleine structuren van de schimmel.</li>
	<li>Doorboren de belletjes die op het oppervlak met de punt van een naald, vormen zolang er niet zonder meer bubbels zichtbaar (Figuur 2C zijn).</li>
	<li>Eventuele overtollige silicone-elastomeer Schraap met een mes langs het bovenoppervlak van de schimmel.</li>
	<li>Plaats de mal in de oven op 70 ° C tot de silicone-elastomeer is genezen.</li>
	<li>Gebruik een spuit te injecteren silicone-elastomeer in de belletjes en gaatjes die op het oppervlak van de bedieningssleutel verschijnen.</li>
	<li>Schraap eventuele overtollige silicone-elastomeer op het oppervlak.</li>
	<li>Plaats de mal in de oven op 70 ° C tot de silicone-elastomeer is genezen.</li>
</ol>3. basisartikel Fabrication
<ol><li>Spray de schimmel release agent voor silicone-elastomeer producten gelijkmatig op het oppervlak van de schimmel deel C.</li>
	<li>Giet de silicone-elastomeer in deel C van de schimmel.</li>
	<li>Doorboren de belletjes die op het oppervlak met de punt van een naald, vormen zolang er niet zonder meer bubbels zichtbaar zijn.</li>
	<li>Eventuele overtollige silicone-elastomeer Schraap met een mes langs het bovenoppervlak van de schimmel.</li>
	<li>Plaats de mal in de oven op 70 ° C tot de silicone-elastomeer is genezen.</li>
</ol>4. actuator vergadering
<ol><li>Giet een laagje silicone-elastomeer, 1 mm dik, gelijkmatig op één gezicht van het basisartikel.</li>
	<li>Plaats het gedeelte van de kamer op het basisartikel. Gebruik een spuit te injecteren de silicone-elastomeer in de ruimte tussen het deel van de kamer en het basisartikel (Figuur 2D).</li>
	<li>Plaats de bedieningssleutel in de oven op 70 ° C tot de silicone-elastomeer is genezen.</li>
</ol>5. buis verbinding
<ol><li>Tik op de connector van de bedieningssleutel-tubing 3-d-3-d-afgedrukt om te accepteren dat de schroef van een mannelijke stud push-in: passen pneumatische montage.</li>
	<li>Gebruik een naald te doorboren het einde van de verbinding van de bedieningssleutel langs de middellijn van de cilinder. Vergroot de diameter van het gat met een stalen staaf, tot ongeveer 2 mm.</li>
	<li>Schroef de actuator-slang-aansluiting in de bedieningssleutel(Figuur 2).</li>
	<li>Duw een gedeelte van de buis in de mannelijke stud push-in: fit pneumatische montage.</li>
</ol>6. het lekken van controle en reparatie
<ol><li>De bedieningssleutel verbinden met een lucht-bron.</li>
	<li>Plaats van de hele bedieningssleutel in het water en druk uitoefenen op de actuator (Figuur 2F). Observeren of belletjes worden gevormd als gevolg van een lek.</li>
	<li>Gebruik een spuit te injecteren de silicone-elastomeer in lek punten. Plaats de bedieningssleutel in de oven op 70 ° C tot de silicone-elastomeer is genezen.</li>
	<li>Herhaal stap 6.1-6.3 indien nodig.</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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Het papier presenteert een protocol van de methode om de fabricage van zachte pneumatische netwerk actuators met schuine kamers. Naar aanleiding van het protocol, kan een actuator onafhankelijk binnen 3 uur worden vervaardigd. De belangrijkste stappen in het protocol kunnen als volgt worden samengevat. (i) de silicone-elastomeer is voorbereid in verhouding en goed gemengd. (ii) de silicone-elastomeer is gegoten in de mal voor de fabricage van de kamer deel en het basisartikel. (iii) de bubbels op het blootgestelde opperv...

Zachte pneumatische aandrijvingen (SBZ's) zijn zachte apparaten die kunnen worden bediend door de eenvoudige invoer van lucht druk1,2. Ze kunnen worden vervaardigd met diverse materialen, zoals silicone-elastomeren3, stoffen4, vorm-geheugen polymeren5en diëlektrische elastomeren6. Onderzoekers hebben geprofiteerd van hun aard van naleving, vingervlugge bewegingen en eenvoudige fabricage methoden7, zodanig dat SPAs uitgegroeid tot een van de meest veelbelovende middelen voor zachte robotica toepassingen8,9. Kuuroorden kunnen realiseren verschillende geavanceerde bewegingen, zoals10, rotatie11, kruipen en doorlopende12 op basis van verschillende soorten vervorming, met inbegrip van de uitbreiding, de uitbreiding, buigen en draaien van13, 14. om te kunnen maken van verschillende soorten bewegingen, kuuroorden zijn ontworpen in verschillende structuren, zoals een lineaire lichaam met parallelle kanalen15, een monolithische kamer met vezel-versterkingen16, en netwerken van herhaald sub kamers17. Onder hen, zijn de kuuroorden met netwerken van herhaalde sub chambers, de zachte pneumatische netwerk actuators, wijd werkzaam omdat ze grote vervormingen onder een relatief lage input druk kunnen genereren. Echter in de meeste van de vorige ontwerpen, kan dit type van aandrijvingen alleen genereren buigende bewegingen in 2D-ruimte, die sterk hun toepassingen beperkt.
Een netwerk van zachte pneumatische actuator bestaat uit een lineair gerangschikt aantal kamers verbonden door een interne kanaal. Elke kubieke kamer bevat een paar van tegenovergestelde muren die dunner dan de andere paar zijn en produceert een twee-zijdige inflatie in de richting loodrecht op de muren dunner. Oorspronkelijk, de dunnere muren van de kamers staan loodrecht op de lengteas van het lichaam van de bedieningssleutel en blazen samen met de lengteas. Deze collineaire inflaties in de kamers en de niet-verlengbare basis leiden tot een integraal puur buigen van de bedieningssleutel. Verkennen van de bedieningssleutel beweging in de 3D-ruimte, is de oriëntatie van de kamers afgestemd, zodat de dunnere-zijwanden zijn niet langer loodrecht op de lengteas van de bedieningssleutel (Figuur 1A), waarmee de inflatie richting van elke kamer verschoven ten opzichte van de as en niet collineaire geworden. De beweging van de bedieningssleutel wijzigen alle de parallelle maar niet-collineaire inflaties in een gekoppelde buigen en draaien van beweging in de 3D-ruimte18. Deze gekoppelde motie de actuatoren in staat stelt meer soepelheid en vingergevoeligheid en maakt de actuatoren een geschikte kandidaat voor meer praktische toepassingen, zoals flexibele manipulatoren, biologisch geïnspireerde robots en medische hulpmiddelen.
Dit protocol wordt aangegeven welke methode van de fabricage van dit soort zachte pneumatische netwerk actuators met schuine kamers. Het omvat de silicone-elastomeer, fabriceren van de kamer en de basis onderdelen, montage van de bedieningssleutel, aansluiten van de buis controleren op lekkage en, indien nodig, herstellen de bedieningssleutel voorbereiden. Het kan ook worden gebruikt om fabriceren van normale netwerk voor zachte pneumatische aandrijvingen en andere zachte actuatoren die kunnen worden geproduceerd met enkele eenvoudige aanpassingen aan de methode molding. Wij bieden gedetailleerde stappen om een zachte pneumatische actuator met 30° schuin chambers. Voor verschillende toepassingen, kunnen actuators met verschillende kamer hoeken worden vervaardigd volgens hetzelfde protocol. Afgezien van dat, kunnen de actuatoren worden gecombineerd tot een multi actuator systeem voor verschillende eisen.

<table><tbody><tr><td>Silicone elastomer</td><td>Wacker</td><td>ELASTOSIL M4601 A/B</td><td>Materiaal van de actuatoren</td></tr><tr><td>Spuit&nbsp;</td><td>Shanghai Kindly Medical Instruments&nbsp;</td><td>10 ml</td><td>Wordt gebruikt om siliconenrubber in het gat van de mal te injecteren voor het fabriceren van de verbindingsaansluiting</td></tr><tr><td>Precisieschaal</td><td>Shanghai Hochoice</td><td>UTP-313</td><td>Wordt gebruikt om het siliconenrubber te wegen</td></tr><tr><td>Planetaire centrifugale vacuümmixer</td><td>THINKY</td><td>ARE-310</td><td>Wordt gebruikt om het siliconenrubber en de schuimvorming na het mengproces te mengen</td></tr><tr><td>Ontvormingsmiddel</td><td>Smooth-on</td><td>Release 200</td><td>Wordt gebruikt voor gemakkelijke ontvorming&nbsp;</td></tr><tr><td>Naald</td><td>Shanghai Kindly Medical Instruments&nbsp;</td><td></td><td>Wordt gebruikt om de bubbels die zich op het oppervlak vormen te doorboren</td></tr><tr><td>Gebruiksmes</td><td>M&amp;G Chenguang Stationery</td><td>ASS91325</td><td>Wordt gebruikt om overtollig siliconenrubber langs het bovenoppervlak van de mal te schrapen&nbsp;</td></tr><tr><td>Vacuümoven</td><td>Ningbo SI Instrument</td><td>DZF-6050</td><td>Wordt gebruikt om de uithardingstijd van het siliconenrubber te verkorten</td></tr><tr><td>Pneumatische fitting met mannelijke nop</td><td>Zhe Jiang BLCH Pneumatic Science &amp; Technology</td><td>PC4-01</td><td>Wordt gebruikt om de slang en de 3D-geprinte actuator-slangverbinder te verbinden</td></tr><tr><td>Slang</td><td>SMC</td><td>TU0425</td><td>Wordt gebruikt voor het aansturen van de actuatoren</td></tr><tr><td>Vacuumpomp</td><td>Zhe Jiang BLCH Pneumatic Science &amp; Technology</td><td></td><td>Wordt gebruikt als luchtbron</td></tr><tr><td>Drukklep</td><td>Zhe Jiang BLCH Pneumatic Science &amp; Technology</td><td>IR1000-01BG</td><td>Wordt gebruikt voor het aanpassen van de ingangsluchtdruk</td></tr></tbody></table>

fabricage van zachte pneumatische netwerk actuators met schuine chambers

Fabrication of Soft Pneumatic Network Actuators with Oblique Chambers

Zachte pneumatische netwerk actuatoren uitgegroeid tot een van de meest veelbelovende bediening apparaten in zachte robotica ten gunste van hun grote buigende vervorming en lage inzet. Echter houdt hun monotone buigende beweging vorm in tweedimensionale (2D) ruimte ze uit de buurt van brede toepassingen. Dit document stelt een gedetailleerde fabricage methode van zachte pneumatische netwerk actuatoren met schuine chambers, hun bewegingen in de driedimensionale (3-D) ruimte verkennen. Het ontwerp van schuine kamers kunt actuators met afstembare buigen en draaien van vermogens, die geeft hen de mogelijkheid om naar viel in flexibele manipulatoren, biologisch geïnspireerde robots en medische hulpmiddelen worden gekoppeld. Het fabricageproces is gebaseerd op de methode van de molding, met inbegrip van de silicone-elastomeer voorbereiding, kamer en base delen fabricage actuator vergadering, slang verbindingen, controle op lekken, en actuator reparatie. De fabricage methode garandeert de snelle productie van een serie actuators met slechts een paar wijzigingen in de mallen. De testresultaten tonen de hoge kwaliteit van de aandrijvingen hun prominente buigen en draaien van de mogelijkheden. Experimenten van de grijper tonen de voordelen van de ontwikkeling bij de aanpassing aan de objecten met verschillende diameters en voldoende wrijving.

Enkele Actuator: Om te controleren of de fabricage methode en demonstreren van de functie van de bedieningssleutel, 30°, 45° en 60° werden actuatoren vervaardigd en getest. Voor de opbouw van het experiment, was een luchtpomp werkzaam te activeren van de klep. De klep was aangesloten op de bedieningssleutel om de interne druk regelen. De één bedieningssleutel was vastgesteld op het einde van de verbinding en verticaal geplaatst. Terwijl de bedieningssleutel was wordt d...

Hier presenteren we een methode van de fabricage van zachte pneumatische netwerk actuatoren met schuine chambers. De aandrijvers zijn geschikt voor het genereren van gekoppelde buigen en verdraaien bewegingen, die hun toepassing in zachte robotica verbreedt.

Fabricage van zachte pneumatische netwerk Actuators met schuine Chambers

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

Deze methode beantwoordt de belangrijkste vragen op het gebied van zachte celrobotica door de fabricagemethode van zachte pneumatische netwerkactuators met schuine kamers te tonen die gekoppelde buigings- en draaibewegingen kenmerken. Het grote voordeel van deze techniek is dat het snel, betrouwbaar, laagdrempelig is en geschikt is voor de fabricage van zachte pneumatische actuators met verschillende structuren. Over het algemeen zullen individuen die nieuw zijn in deze methode worstelen omdat de fabricage veel stappen bevat, en één kleine ongepaste handeling kan leiden tot dodelijk falen van de actuators.Het fabricageproces vereist mallen. Ontwerp en 3D-print een set mallen voor de actuator met een schuine kamer van 30 graden. Twee delen vormen de kamermal, waarbij één deel een gat heeft om een slangverbinding te maken.Het derde deel vormt een basis. Plaats vervolgens een mengcontainer op een weegschaal. Heb in afzonderlijke spuiten siliconen elastomere componenten A en B. Gebruik de spuiten en de weegschaal om de gewenste massa van elk component aan de mengcontainer toe te voegen.Verplaats nu de mengcontainer naar een Planetaire Centrifugaalmixer en meng goed. Na het mengen is de siliconen elastomeer klaar voor het protocol. Werk met de malstukken voor de kamer.Spuit op elk van de stukken gelijkmatig een vormlosmiddel voor siliconen elastomere producten. Orienteer de twee stukken goed en breng ze samen om de mal te monteren. Houd beide uiteinden van de mal vast met clips om lekkage te voorkomen.Neem vijf milliliter siliconen elastomeer met een spuit. Injecteer de elastomeer langzaam in het gat van de mal om het verbindingseind te fabriceren. Vul vervolgens de hele mal met de siliconen elastomeer.Gebruik een lage stroomsnelheid en beweeg de elastomeer langzaam heen en weer. Zodra de mal is gevuld, gebruik een naald om eventuele bellen die zich op het oppervlak vormen te doorboren. Gebruik een mes om overtollig elastomeer op het bovenoppervlak van de mal af te schrabben.Plaats nu de mal in een oven van 70 graden Celsius totdat deze is uitgehard. Inspecteer na het uitharden de mal. Gebruik een spuit om siliconen elastomeer in bellen en gaten op het oppervlak van de actuator te injecteren.Schraap eventueel overtollig elastomeer op het oppervlak af. Plaats de mal terug in de oven van 70 graden Celsius totdat deze is uitgehard. Dit is een voorbeeld van een kamer die door deze stappen is geproduceerd na uitharding en ontvorming.Neem het malstuk voor de basis. Spuit gelijkmatig een vormlosmiddel voor het siliconen elastomeer op het oppervlak. Giet het siliconen elastomeer in de mal om deze volledig te vullen.Doorboor vervolgens met een naald eventuele bellen die zich op het oppervlak vormen. Schraap eventueel overtollig siliconen elastomeer langs het bovenoppervlak af met een mes. Plaats de mal in een oven van 70 graden Celsius totdat het siliconen elastomeer is uitgehard.Dit is een voorbeeld van de basis die door deze stappen is geproduceerd na uitharding en ontvorming. Op dit punt zijn de actuatorcomponenten klaar. Werk met zowel een kamer als een basis.Begin met het gieten van een laag van één millimeter dik siliconen elastomeer op één zijde van de basis. Plaats vervolgens het kamerdeel op de basis. Er zal een ruimte zijn tussen de twee stukken.Gebruik een spuit om siliconen elastomeer in de ruimte te injecteren. Plaats de actuator in de oven op 70 graden Celsius totdat de elastomeer is uitgehard. Nadat de actuator is uitgehard, tik op de actuator slangconnector.Hij zou de schroef van een mannelijke nopendraaifitting moeten accepteren. Gebruik een naald om het verbindingseind van de actuator langs de centrale lijn van de cilinder te doorboren. Gebruik een stalen staaf om de diameter van het gat tot ongeveer twee millimeter te vergroten.Neem de actuator slangconnector en schroef deze in de actuator. Zodra deze op zijn plaats is, duwt u een sectie van de slang in de pneumatische fitting. De laatste stap is om op lekkages te controleren.Gebruik hiervoor een bak met water die de actuator kan bedekken. Neem de actuator en verbind deze met een luchtbron. Plaats de gehele actuator in het water en breng hem onder druk.Observeer of er bellen worden gevormd als gevolg van een lek. Verwijder na de test de actuator uit het water. In deze video start een actuator van 30 graden onder nul toegepaste luchtdruk.Naarmate de druk stijgt van nul kilopascal tot 90 kilopascal, zonder onderbreking, buigt en draait de actuator. Wanneer de druk wordt verminderd, keert deze terug naar zijn oorspronkelijke toestand. De buighoek voor de actuator wordt gedefinieerd als de hoek tussen de lichaamslijn in ongeactiveerde positie en de lichaamslijn in de geactiveerde positie.De draaihoek is de hoek tussen de puntlijn in de ongeactiveerde positie en de geactiveerde positie. Dit plot toont de buighoek als functie van druk voor actuators met schuine hoeken van 30, 45 en 60 graden. Hier is een soortgelijk plot voor de draaihoek als functie van druk.Let op het verschil in de verticale schalen. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden om eventuele bellen die zich op het bovenoppervlak vormen te doorboren en overtollig elastomeer op het bovenoppervlak van de mal af te schrabben voordat u deze in de oven plaatst. In deze procedure kan het siliconen elastomeer handmatig worden gemengd en kan het elastomeer op kamertemperatuur worden uitgehard als de mixer en de oven niet beschikbaar zijn.Na de ontwikkeling heeft deze methode de weg gebaand voor onderzoekers in de fabricage van zachte pneumatische actuators om schuine kamers te verkennen die in staat zijn tot buigings- en draaibewegingen in 3D-ruimte. Vergeet niet dat het werken met naalden en messen uiterst gevaarlijk kan zijn en dat aandacht moet worden besteed; vermijd eventuele verwondingen. Bovendien moeten er altijd nitrilhandschoenen worden gedragen bij het werken met siliconen elastomeren.

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Dit artikel beschrijft het ontwerp en de fabricage van een zachte eenheid voor chirurgische manipulatoren. De basismodule omvat drie flexibele vloeistof actuatoren om omnidirectioneel buigen en verlenging te bereiken, en een korrelig jamming-gebaseerd mechanisme om stijfheidscontrole mogelijk te maken. Ook wordt een volledige mechanische karakterisering gerapporteerd.

Ontwerp en de fabricage van een elastomeer Unit voor Soft Modulaire Robots bij minimaal invasieve chirurgie

Dit manuscript toont het fabricageproces voor de vervaardiging van diëlektrische elastomere zachte actuatoren op basis van silicone membranen. De drie belangrijkste productiefasen worden in detail gepresenteerd: het gieten met een mes van dunne silicone membranen; padprinting van compliante elektroden; en de assemblage van alle componenten.

Fabricageproces van siliconen gebaseerde diëlektrische Elastomer Actuators

Hier fabriceren we 3D polymere micro/nanostructuren waarbij zowel de vorm als de moleculaire uitlijning met nanometernauwkeurigheid kunnen worden ontworpen door gebruik te maken van direct laserschrijven. Lichtgeïnduceerde vervorming van verschillende typen vloeibare kristallijne elastomeer microstructuren kan op microscopische schaal worden bestuurd.

Free-form Light Actuators - Fabricage en Controle van de Aandrijving in microscopische schaal

Dit protocol beschrijft een op staaf gebaseerde aanpak, die 3D-print- en zachte litografietechnieken combineert voor het fabriceren van de zachte grijperapparaten. Deze aanpak elimineert de behoefte aan een externe luchtbron door een kamercomponent te integreren en vermindert de kans op occlusie tijdens het afdichtingsproces, met name voor geminiaturiseerde pneumatische kanalen.

Rod-gebaseerde Fabrication personaliseerbare Soft Robotic Pneumatische Gripper Inrichtingen voor Delicate Tissue Manipulatie

Hier beschrijven we de fabricage en werking van een dubbellaags microfluïdisch systeem gemaakt van polydimethylsiloxaan (PDMS). We tonen het potentieel van dit apparaat aan voor het vangen, richten van de coördinatieroute van een kristallijn moleculair materiaal en het controleren van chemische reacties op in chip gevangen structuren.

Microfluïdische Pneumatische Cages: een nieuwe benadering voor de In-chip Crystal Trapping, manipulatie en gecontroleerde chemische behandeling

Dit protocol beschrijft een methode voor de snelle fabricage van zachte pneumatische aandrijvingen en robots met een dunne vormfactor. De fabricagemethode begint met laminering van thermoplastisch polyurethaan (TPU) vellen gevolgd door lasersnijden/lassen van een tweedimensionaal patroon om actuatoren en robots te vormen.

Snelle fabricage van dunne zachte pneumatische aandrijvingen en robots

Dit artikel beschrijft een snel en eenvoudig productieproces van ionische elektromechanisch actieve composietmaterialen voor actuatoren in biomedische, biomimetische en zachte robotica toepassingen. De belangrijkste fabricagestappen, hun belang voor de uiteindelijke eigenschappen van de actuatoren en enkele van de belangrijkste karakteriseringstechnieken worden in detail beschreven.

Fabricage van carbon-based Ionische elektromechanisch actieve zachte actuatoren

Dit protocol biedt een gedetailleerde lijst van stappen die moeten worden uitgevoerd voor de productie, controle en evaluatie van de klimprestaties van een gekko-geïnspireerde zachte robot.

Productie, controle en prestatie-evaluatie van een gecko-geïnspireerde softrobot

We hebben een simulatiemodel gebouwd om de pompstroomkarakteristieken en prestaties van de coaxiale motor-pompassemblage met één as in elektrohydrostatische actuatoren te evalueren en de algehele efficiëntie in een breed scala aan werkomstandigheden van de motorpompassemblage experimenteel te onderzoeken.

Modellering en experimentele analyse van de coaxiale motor-pompassemblage met één as in elektrohydrostatische actuatoren

De fabricage van een dubbellaags apparaat op basis van polydimethylsiloxaan (PDMS) voor de productie van combinatorische bibliotheken in water-in-olie-emulsies (pluggen) wordt hier gepresenteerd. De benodigde hardware en software die nodig zijn om de productie van stekkers te automatiseren, worden gedetailleerd beschreven in het protocol en de productie van een kwantitatieve bibliotheek van fluorescentiestekkers wordt ook gedemonstreerd.

Dubbellaags microfluïdisch apparaat voor de productie van combinatorische pluggen

Leer een betrouwbare en kosteneffectieve fabricagemethode voor zachte pneumatische actuatoren met schuine kamers. Deze techniek genereert gekoppelde buig- en draaibewegingen voor toepassingen in zachte robotica.

Fabricage van zachte pneumatische netwerk Actuators met schuine Chambers

Meer video's verkennen