Name: Produkcja miękkich pneumatycznych siłowników sieciowych z komorami skośnymi (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-17T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 9 s
Description: Poznaj metodę produkcji miękkich pneumatycznych siłowników sieciowych z komorami skośnymi o kącie 30 stopni. Technika ta umożliwia generowanie sprzężonych ruchów zginania i skręcania w robotyce miękkiej.

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

Ta praca była wspierana przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin w ramach Grantu 51622506 oraz Komisję Nauki i Technologii Gminy Szanghaj w ramach Grantu 16JC1401000.

UWAGA: Protokół zawiera procedury produkcji miękkiego pneumatycznego siłownika sieciowego. Przed procedurą produkcyjną należy wcześniej wydrukować w 3D zestaw form i kilka łączników siłownik-rurka, które są zaprojektowane za pomocą oprogramowania do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD). Formy są pokazane w <silna klasa="xfig">Rysunek 1B.
1. Przygotowanie elastomeru silikonowego
<ol>
	<li>Odważyć 5 g elastomeru silikonowego część B i 45 g części A [9:1 (A:B) części wagowo] w tym samym pojemniku do mieszania (<silna klasa="xfig">Rysunek 2A). Użyj strzykawki, aby upewnić się, że proporcje każdej części są dokładne. 
	UWAGA: Proporcje mieszania różnią się dla różnych elastomerów silikonowych. Proporcje każdej części należy dostosować, gdy zostanie przyjęty inny elastomer silikonowy.</li>
	<li>Dobrze wymieszaj elastomer silikonowy z planetarnym mieszalnikiem odśrodkowym. 
	UWAGA: Elastomer silikonowy może być przechowywany w niskiej temperaturze, aby wydłużyć czas jego przetwarzania.</li>
</ol>
2. Produkcja części komory
<ol>
	<li>Rozpyl środek antyadhezyjny do produktów z elastomeru silikonowego równomiernie na powierzchnie części formy A i części B.</li>
	<li>Zmontuj część A i część B formy do produkcji komory. Przytrzymaj oba końce formy klipsami, aby zapobiec wyciekowi elastomeru silikonowego.</li>
	<li>Weź 5 ml elastomeru silikonowego za pomocą strzykawki i wstrzyknij go powoli do otworu formy w celu wykonania końcówki łączącej (cylindryczna struktura na jednym końcu siłownika do podłączenia rurki). Następnie wypełnij całą formę elastomerem silikonowym (<klasa silna = "xfig"> Rysunek 2B). 
	UWAGA: Utrzymuj niskie natężenie przepływu i powoli poruszaj się w przód iw tył, aby elastomer silikonowy mógł dostać się do maleńkich struktur formy.</li>
	<li>Przebij bąbelki, które tworzą się na powierzchni, końcówką igły, aż nie będzie już widać bąbelków (<silna klasa="xfig">Rysunek 2C).</li>
	<li>Zeskrob nadmiar elastomeru silikonowego za pomocą ostrza wzdłuż górnej powierzchni formy.</li>
	<li>Umieść formę w piekarniku w temperaturze 70 °C, aż elastomer silikonowy się utwardzi.</li>
	<li>Za pomocą strzykawki wstrzyknąć elastomer silikonowy w pęcherzyki i otwory, które pojawiają się na powierzchni siłownika.</li>
	<li>Zeskrob nadmiar elastomeru silikonowego z powierzchni.</li>
	<li>Umieść formę w piekarniku w temperaturze 70 °C, aż elastomer silikonowy się utwardzi.</li>
</ol>
3. Produkcja części bazowych
<ol>
	<li>Rozpyl środek antyadhezyjny do wyrobów z elastomeru silikonowego równomiernie na powierzchnię części formy C.</li>
	<li>Wlej elastomer silikonowy do części C formy.</li>
	<li>Przebij bąbelki, które tworzą się na powierzchni, końcówką igły, aż nie będzie już widać bąbelków.</li>
	<li>Zeskrob nadmiar elastomeru silikonowego za pomocą ostrza wzdłuż górnej powierzchni formy.</li>
	<li>Umieść formę w piekarniku w temperaturze 70 °C, aż elastomer silikonowy się utwardzi.</li>
</ol>
4. Zespół siłownika
<ol>
	<li>Równomiernie wylej warstwę elastomeru silikonowego o grubości 1 mm na jedną powierzchnię części podstawowej.</li>
	<li>Umieść część komory na części podstawy. Użyj strzykawki, aby wstrzyknąć elastomer silikonowy w przestrzeń między częścią komory a częścią podstawy (<silna klasa = "xfig">Rysunek 2D).</li>
	<li>Umieścić siłownik w suszarce w temperaturze 70 °C, aż elastomer silikonowy się utwardzi.</li>
</ol>
5. Przyłącze rurowe
<ol>
	<li>Dotknij wydrukowanego w 3D złącza rurki siłownika, aby zaakceptować męskiej złączki pneumatycznej wciskanej na wtyk</li>.
	<li>Użyj igły, aby przebić końcówkę łączącą siłownika wzdłuż linii środkowej cylindra. Zwiększ średnicę otworu za pomocą stalowego pręta do około 2 mm.</li>
	<li>Przykręć złącze rurki siłownika do siłownika (<silna klasa="xfig">Rysunek 2E).</li>
	<li>Wciśnij odcinek rurki do męskiej złączki pneumatycznej wciskanej na wtyk</li>.
</ol>
6. Sprawdzenie i naprawa szczelności
<ol>
	<li>Podłącz siłownik do źródła powietrza.</li>
	<li>Umieść cały siłownik w wodzie i zwiększ ciśnienie w siłowniku (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 2F). Obserwuj, czy w wyniku wycieku powstają pęcherzyki.</li>
	<li>Za pomocą strzykawki wstrzyknąć elastomer silikonowy w miejsca nieszczelności. Umieścić siłownik w suszarce w temperaturze 70 °C, aż elastomer silikonowy się utwardzi.</li>
	<li>W razie potrzeby powtórz kroki 6.1 - 6.3.</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>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W artykule przedstawiono protokół metodyczny ułatwiający wytwarzanie miękkich pneumatycznych siłowników sieciowych z komorami skośnymi. Zgodnie z protokołem, jeden siłownik może zostać wyprodukowany niezależnie w ciągu 3 godzin. Kluczowe kroki w protokole można podsumować w następujący sposób. (i) Elastomer silikonowy jest przygotowany w proporcjach i dobrze wymieszany. (ii) Elastomer silikonowy wlewa się do formy w celu wytworzenia części komory i części podstawowej. (iii) Bąbelki na odsłoniętej powierzchni są przebijan...

Miękkie siłowniki pneumatyczne (SPA) to miękkie urządzenia, które mogą być uruchamiane przez proste wprowadzenie ciśnienia powietrza1,2. Mogą być wytwarzane z różnych materiałów, takich jak elastomery silikonowe3, fabrics4, polimery z pamięcią kształtu5 i elastomery dielektryczne6. Naukowcy skorzystali z ich charakteru, jakim jest zgodność, zręczność ruchów i proste metody wytwarzania7, dzięki czemu SPA stały się jednym z najbardziej obiecujących urządzeń do zastosowań w miękkiej robotyce8,9. SPA mogą realizować różne wyrafinowane ruchy, takie jak pełzanie10, rotation11 i rolling12 w oparciu o różne rodzaje deformacji, w tym rozciąganie, rozszerzanie, zginanie i skręcanie13,14. Aby móc wykonywać różne rodzaje ruchów, SPA są projektowane w różnych strukturach, takich jak liniowe ciało z równoległymi kanałami15, monolityczna komora ze wzmocnieniami światłowodowymi16 oraz sieci powtarzających się podkomór17. Wśród nich szeroko stosowane są SPA z sieciami powtarzających się podkomór, miękkie pneumatyczne siłowniki sieciowe, ponieważ mogą generować duże odkształcenia pod stosunkowo niskim ciśnieniem wejściowym. Jednak w większości poprzednich konstrukcji tego typu siłowniki mogą generować ruchy zginające tylko w przestrzeni 2D, co znacznie ogranicza ich zastosowania.
Miękki pneumatyczny siłownik sieciowy składa się z liniowo ułożonej grupy komór połączonych wewnętrznym kanałem. Każda komora sześcienna zawiera parę przeciwległych ścianek, które są cieńsze niż druga para i powodują dwustronne napompowanie w kierunku prostopadłym do cieńszych ścianek. Pierwotnie cieńsze ścianki komór są prostopadłe do długiej osi korpusu siłownika i nadmuchują się wraz z długą osią. Te współliniowe inflacje w komorach i nierozciągliwej podstawie prowadzą do integralnego, czystego wygięcia siłownika. Aby zbadać ruch siłownika w przestrzeni 3D, orientacja komór jest dostrojona tak, aby cieńsze ścianki boczne nie były już prostopadłe do długiej osi siłownika (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 1A), co umożliwia przesunięcie kierunku pompowania każdej komory od osi i stanie się niewspółliniowym. Wszystkie równoległe, ale nie współliniowe inflacje zmieniają ruch siłownika w sprzężony ruch zginania i skręcania w przestrzeni 3-D 18. Ten sprzężony ruch zapewnia siłownikom większą elastyczność i zręczność manualną oraz sprawia, że siłowniki są odpowiednim kandydatem do bardziej praktycznych zastosowań, takich jak elastyczne manipulatory, roboty inspirowane biologią i urządzenia medyczne.
Ten protokół pokazuje metodę wytwarzania tego rodzaju miękkich pneumatycznych siłowników sieciowych z ukośnymi komorami. Obejmuje przygotowanie elastomeru silikonowego, wykonanie komory i części podstawy, montaż siłownika, podłączenie rurki, sprawdzenie szczelności i, jeśli to konieczne, naprawę siłownika. Może być również stosowany do wytwarzania normalnych miękkich pneumatycznych siłowników sieciowych i innych miękkich siłowników, które można wytwarzać z kilkoma prostymi modyfikacjami metody formowania. Zapewniamy szczegółowe kroki do wykonania miękkiego siłownika pneumatycznego z komorami skośnymi 30°. Do różnych zastosowań siłowniki o różnych kątach nachylenia komory mogą być produkowane zgodnie z tym samym protokołem. Oprócz tego siłowniki można łączyć w system wielosiłownikowy dla różnych wymagań.

<table><tbody><tr><td>Elastomer silikonowy</td><td>Wacker</td><td>ELASTOSIL M4601 A/B</td><td>Materiał siłowników</td></tr><tr><td>Strzykawka&nbsp;</td><td>Shanghai Kindly Instrumenty medyczne&nbsp;</td><td>10 ml</td><td>Służy do wstrzykiwania gumy silikonowej do otworu formy w celu wykonania końcówki łączącej</td></tr><tr><td>Precyzyjna waga</td><td>Shanghai Hochoice</td><td>UTP-313</td><td>Służy do ważenia gumy silikonowej</td></tr><tr><td>Planetarny odśrodkowy mikser próżniowy</td><td>THINKY</td><td>ARE-310</td><td>Służy do mieszania kauczuku silikonowego i odpieniania po procesie mieszania</td></tr><tr><td>Środek antyadhezyjny</td><td>Smooth-on</td><td>Release 200</td><td>Służy do ułatwienia wyjmowania z formy i nbsp;</td></tr><tr><td>Igła</td><td>Shanghai Uprzejme instrumenty medyczne&nbsp;</td><td></td><td>Służy do przebijania pęcherzyków tworzących się na powierzchni</td></tr><tr><td>Ostrze uniwersalne</td><td>M& G Artykuły papiernicze Chenguang</td><td>ASS91325</td><td>Służy do zeskrobywania nadmiaru gumy silikonowej wzdłuż górnej powierzchni formy&nbsp;</td></tr><tr><td>Piec próżniowy</td><td>Ningbo SI Instrument</td><td>DZF-6050</td><td>Służy do skrócenia czasu utwardzania gumy silikonowej</td></tr><tr><td>Męska złączka pneumatyczna wciskana na suwak</td><td>Zhe Jiang BLCH Pneumatic Science & Technologia</td><td>PC4-01</td><td>Służy do łączenia rurki i wydrukowanego w 3D złącza rurki siłownika</td></tr><tr><td>Rurka</td><td>SMC</td><td>TU0425</td><td>Służy do uruchamiania siłowników</td></tr><tr><td>Pompa próżniowa</td><td>Zhe Jiang BLCH Pneumatic Science & Technologia</td><td></td><td>używana jako źródło powietrza</td></tr><tr><td>Zawór ciśnieniowy</td><td>Zhe Jiang BLCH Pneumatic Science & Technologia</td><td>IR1000-01BG</td><td>Służy do regulacji ciśnienia powietrza wejściowego</td></tr></tbody></table>

produkcja miękkich pneumatycznych siłowników sieciowych z komorami skośnymi

Fabrication of Soft Pneumatic Network Actuators with Oblique Chambers

Miękkie pneumatyczne siłowniki sieciowe stały się jednym z najbardziej obiecujących urządzeń uruchamiających w miękkiej robotyce, co korzysta z ich dużego odkształcenia przy zginaniu i niskiego nakładu pracy. Jednak ich monotonna forma ruchu zginającego w przestrzeni dwuwymiarowej (2D) trzyma je z dala od szerokich zastosowań. W artykule przedstawiono szczegółową metodę wytwarzania miękkich pneumatycznych siłowników sieciowych z ukośnymi komorami, w celu zbadania ich ruchów w przestrzeni trójwymiarowej (3D). Konstrukcja komór skośnych sprawia, że siłowniki z możliwością przestrajalnego sprzężonego zginania i skręcania, co daje im możliwość zręcznego poruszania się w elastycznych manipulatorach, stają się biologicznie inspirowanymi robotami i urządzeniami medycznymi. Proces produkcji opiera się na metodzie formowania, w tym przygotowaniu elastomeru silikonowego, produkcji części komory i podstawy, montażu siłownika, połączeń rurowych, kontroli szczelności i naprawy siłownika. Metoda produkcji gwarantuje szybkie wyprodukowanie serii siłowników przy zaledwie kilku modyfikacjach w formach. Wyniki testów wskazują na wysoką jakość siłowników oraz ich wybitne możliwości zginania i skręcania. Eksperymenty z chwytakiem pokazują zalety tego rozwiązania w dostosowywaniu się do obiektów o różnych średnicach i zapewnianiu wystarczającego tarcia.

Pojedynczy siłownik: 
Aby zweryfikować metodę wytwarzania i zademonstrować działanie siłownika, wykonano i przetestowano siłowniki o kątach 30°, 45° i 60°. W układzie eksperymentalnym do aktywacji zaworu wykorzystano pompę powietrzną. Zawór podłączono do siłownika w celu kontrolowania ciśnienia wewnętrznego. Pojedynczy siłownik przymocowano za koniec przyłączeniowy i ustawiono pionowo. Podczas zwiększania ciśnienia w siłowniku, dwie kamery cyfrowe rejestrowały jego poł...

Tutaj prezentujemy metodę produkcji miękkich pneumatycznych siłowników sieciowych z ukośnymi komorami. Siłowniki są zdolne do generowania sprzężonych ruchów zginania i skręcania, co rozszerza ich zastosowanie w miękkiej robotyce.

Produkcja miękkich pneumatycznych siłowników sieciowych z komorami skośnymi

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

Metoda ta odpowiada na kluczowe pytania z zakresu robotyki soft cell poprzez pokazanie metody wytwarzania miękkich pneumatycznych siłowników sieciowych z ukośnymi komorami, która charakteryzuje sprzężone ruchy zginania i skręcania. Główną zaletą tej techniki jest to, że jest szybka, niezawodna, tania i nadaje się do wytwarzania miękkich siłowników pneumatycznych o zróżnicowanej konstrukcji. Ogólnie rzecz biorąc, osoby, które są nowicjuszami w tej metodzie, będą miały problemy, ponieważ produkcja składa się z wielu etapów, a jedna drobna niewłaściwa operacja może spowodować śmiertelną awarię siłowników.Proces produkcji wymaga form. Zaprojektuj i wydrukuj w 3D zestaw form do siłownika z komorą skośną 30 stopni. Dwie części utworzą formę komory, przy czym jedna część będzie miała otwór do utworzenia połączenia rurowego.Trzecia część będzie stanowić podstawę. Następnie umieść pojemnik do mieszania na wadze. W oddzielnych strzykawkach umieścić części składowe A i B z elastomeru silikonowego. Użyj strzykawek i skali, aby dodać żądaną masę każdego składnika do pojemnika do mieszania.Teraz przenieś pojemnik do mieszania do planetarnego miksera odśrodkowego i dobrze wymieszaj. Po wymieszaniu elastomer silikonowy jest gotowy do protokołu. Pracuj z kawałkami formy do komory.Na każdym z elementów równomiernie rozpyl środek antyadhezyjny do produktów z elastomeru silikonowego. Ustaw odpowiednio dwa elementy i połącz je ze sobą, aby złożyć formę. Przytrzymaj oba końce formy klipsami, aby zapobiec wyciekom.Zdobądź pięć mililitrów elastomeru silikonowego za pomocą strzykawki. Powoli wstrzykuj elastomer do otworu formy, aby wykonać końcówkę łączącą. Następnie wypełnij całą formę elastomerem silikonowym.Użyj niskiego natężenia przepływu i powoli przesuwaj elastomer do przodu iz powrotem. Po napełnieniu formy użyj igły, aby przebić wszelkie pęcherzyki, które tworzą się na powierzchni. Użyj ostrza, aby zeskrobać nadmiar elastomeru z górnej powierzchni formy.Teraz umieść formę w piekarniku o temperaturze 70 stopni Celsjusza, aż się utwardzi. Po utwardzeniu sprawdź formę. Za pomocą strzykawki wstrzyknąć elastomer silikonowy w pęcherzyki i otwory na powierzchni siłownika.Zeskrob nadmiar elastomeru z powierzchni. Włóż formę z powrotem do piekarnika o temperaturze 70 stopni Celsjusza, aż się utwardzi. Jest to przykład komory wytwarzanej przez te etapy po utwardzeniu i wyjęciu z formy.Zdobądź kawałek formy na podstawę. Rozpyl środek antyadhezyjny do elastomeru silikonowego równomiernie na jego powierzchnię. Wlej elastomer silikonowy do formy, aby całkowicie ją wypełnić.Następnie za pomocą igły przebij wszelkie pęcherzyki, które tworzą się na powierzchni. Zeskrob nadmiar elastomeru silikonowego wzdłuż górnej powierzchni za pomocą ostrza. Umieść formę w piekarniku o temperaturze 70 stopni Celsjusza, aż elastomer silikonowy się utwardzi.Jest to przykład bazy wytwarzanej na tych etapach po utwardzeniu i wyjęciu z formy. W tym momencie elementy siłownika są gotowe. Pracuj zarówno z komorą, jak i podstawą.Zacznij od wylania warstwy elastomeru silikonowego o grubości jednego milimetra na jedną powierzchnię podstawy. Następnie umieść część komory na podstawie. Pomiędzy dwoma elementami będzie przestrzeń.Użyj strzykawki, aby wstrzyknąć elastomer silikonowy do przestrzeni. Umieść siłownik w piekarniku w temperaturze 70 stopni Celsjusza, aż elastomer się utwardzi. Po utwardzeniu siłownika należy nagwintować złącze rurki siłownika.Powinien akceptować złączki pneumatycznej wciskanej z męskim kołkiem. Za pomocą igły przebij końcówkę łączącą siłownika wzdłuż środkowej linii cylindra. Użyj stalowego pręta, aby zwiększyć średnicę otworu do około dwóch milimetrów.Weź złączkę rurki siłownika i przykręć ją do siłownika. Po umieszczeniu na miejscu wepchnij odcinek rurki do złączki pneumatycznej. Ostatnim krokiem jest sprawdzenie, czy nie ma wycieków.W tym celu użyj pojemnika z wodą, który może zakryć siłownik. Weź siłownik i podłącz go do źródła powietrza. Umieść cały siłownik w wodzie i zwiększ w nim ciśnienie.Obserwuj, czy w wyniku wycieku powstają pęcherzyki. Po teście wyjmij siłownik z wody. Na tym filmie siłownik o kącie 30 stopni uruchamia się przy zerowym przyłożonym ciśnieniu powietrza.Gdy ciśnienie wzrasta od zera kilopaskali do 90 kilopaskali bez przerwy, siłownik zarówno wygina się, jak i skręca. Wraz ze spadkiem ciśnienia powraca do swojego pierwotnego stanu. Kąt gięcia siłownika definiuje się jako kąt między linią korpusu w pozycji nieuruchomionej a linią korpusu w pozycji uruchomionej.Kąt skrętu to kąt między linią końcówki w pozycji nieuruchomionej a pozycją uruchomioną. Ten wykres przedstawia kąt gięcia w funkcji ciśnienia dla siłowników o kątach ukośnych 30, 45 i 60 stopni. Oto podobny wykres dla kąta skrętu w funkcji ciśnienia.Zwróć uwagę na różnicę w skalach pionowych. Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać o przebiciu wszelkich pęcherzyków, które tworzą się na górnej powierzchni i zeskrobaniu nadmiaru elastomeru z górnej powierzchni formy przed włożeniem jej do piekarnika. W tej procedurze elastomer silikonowy można mieszać ręcznie, a elastomer można utwardzać w temperaturze pokojowej, jeśli mikser i piekarnik nie są dostępne.Po opracowaniu metoda ta utorowała drogę naukowcom zajmującym się wytwarzaniem miękkich siłowników pneumatycznych do badania skośnych komór zdolnych do zginania i skręcania ruchu w przestrzeni 3D. Nie zapominaj, że praca z igłami i ostrzami może być niezwykle niebezpieczna i należy zwrócić na nią uwagę; unikanie wszelkich obrażeń. Ponadto podczas pracy z elastomerami silikonowymi należy zawsze nosić rękawice nitrylowe.

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Ten artykuł opisuje projektowanie i produkcję miękkiego urządzenia do manipulatorów chirurgicznych. Moduł podstawowy zawiera trzy elastyczne siłowniki hydrauliczne do uzyskiwania wielokierunkowego gięcia i wydłużania oraz mechanizm oparty na granulowanym zakleszczaniu, który umożliwia kontrolę sztywności. Podano również pełną charakterystykę mechaniczną.

Projekt i wykonanie jednostki elastomerowej dla miękkich robotów modułowych w chirurgii małoinwazyjnej

Ten manuskrypt pokazuje proces produkcji miękkich siłowników z elastomeru dielektrycznego opartych na membranach silikonowych. Szczegółowo przedstawiono trzy kluczowe etapy produkcji: odlewanie łopatek z cienkich membran silikonowych; tampodruk elektrod zgodnych z wymaganiami; i montaż wszystkich komponentów.

Proces wytwarzania siłowników z elastomeru dielektrycznego na bazie silikonu

Tutaj wytwarzamy 3D polimerowe mikro/nano struktury, w których zarówno kształt, jak i wyrównanie molekularne mogą być zaprojektowane z dokładnością do skali nanometrowej za pomocą bezpośredniego pisma laserowego. Indukowane światłem odkształcenia kilku typów mikrostruktur elastomerów ciekłokrystalicznych mogą być kontrolowane w skali mikroskopowej.

Siłowniki do oświetlenia o dowolnym kształcie -- Wytwarzanie i sterowanie uruchamianiem w skali mikroskopowej

Ten protokół opisuje podejście oparte na prętach, łączące techniki druku 3D i miękkiej litografii do produkcji miękkich chwytaków. Takie podejście eliminuje potrzebę zewnętrznego źródła powietrza poprzez włączenie elementu komory i zmniejsza ryzyko niedrożności podczas procesu uszczelniania, szczególnie w przypadku zminiaturyzowanych kanałów pneumatycznych.

Oparta na prętach produkcja konfigurowalnych miękkich robotycznych pneumatycznych chwytaków do delikatnej manipulacji tkankami

Tutaj opisujemy wytwarzanie i działanie dwuwarstwowego systemu mikroprzepływowego wykonanego z polidimetylosiloksanu (PDMS). Pokazujemy potencjał tego urządzenia w zakresie wychwytywania, kierowania szlakiem koordynacyjnym krystalicznego materiału molekularnego i kontrolowania reakcji chemicznych na uwięzionych strukturach na chipie.

Mikroprzepływowe klatki pneumatyczne: nowatorskie podejście do wychwytywania kryształów w chipach, manipulacji i kontrolowanej obróbki chemicznej

Ten protokół opisuje metodę szybkiej produkcji miękkich siłowników pneumatycznych i robotów o cienkiej obudowie. Metoda produkcji rozpoczyna się od laminowania arkuszy termoplastycznego poliuretanu (TPU), a następnie cięcia laserowego/spawania dwuwymiarowego wzoru w celu uformowania siłowników i robotów.

Szybka produkcja cienkich, miękkich siłowników pneumatycznych i robotów

Ten artykuł opisuje szybki i prosty proces produkcji jonowych, elektromechanicznie aktywnych materiałów kompozytowych do siłowników w zastosowaniach biomedycznych, biomimetycznych i miękkiej robotyki. Szczegółowo opisano kluczowe etapy wytwarzania, ich znaczenie dla końcowych właściwości siłowników oraz niektóre z głównych technik charakteryzacji.

Produkcja jonowych, elektromechanicznie aktywnych miękkich siłowników na bazie węgla

Ten protokół zawiera szczegółową listę kroków, które należy wykonać w celu produkcji, kontroli i oceny wydajności wspinaczki miękkiego robota inspirowanego gekonem.

Produkcja, kontrola i ocena wydajności miękkiego robota inspirowanego Gekonem

Zbudowaliśmy model symulacyjny, aby ocenić charakterystykę przepływu pompy i wydajność jednowałowego zespołu współosiowy silnik-pompa w siłownikach elektrohydrostatycznych i eksperymentalnie zbadać ogólną wydajność w szerokim zakresie warunków pracy zespołu silnik-pompa.

Modelowanie i analiza doświadczalna jednowałowego zespołu współosiowy silnik-pompa w siłownikach elektrohydrostatycznych

Prezentacja dwuwarstwowego urządzenia opartego na polidimetylosiloksanie (PDMS) do produkcji bibliotek kombinatorycznych w emulsjach (korkach) typu woda w oleju jest przedstawiona. Niezbędny sprzęt i oprogramowanie wymagane do automatyzacji produkcji zatyczek jest szczegółowo opisane w protokole, a także pokazano produkcję ilościowej biblioteki zatyczek fluorescencyjnych.

Dwuwarstwowe urządzenie mikroprzepływowe do kombinatorycznej produkcji korków

Poznaj metodę produkcji miękkich pneumatycznych siłowników sieciowych z komorami skośnymi o kącie 30 stopni. Technika ta umożliwia generowanie sprzężonych ruchów zginania i skręcania w robotyce miękkiej.

Produkcja miękkich pneumatycznych siłowników sieciowych z komorami skośnymi

Przeglądaj więcej filmów