美國麻省理工學院(MIT)電腦科學與人工智慧實驗室(CSAIL)的研究人員透過交錯結合固態與液態的3D列印模式,成功打造出緊密封裝的液壓致動器。

為了證實這項研究發現,研究人員設計了一種3D列印的液壓驅動機器人,它必須能在列印出來後直接以液壓驅動,而無需加以組裝。研究人員們希望這種新的列印策略可實現更簡單的機器人機制——僅需使用最少的組裝與模具來整合基本的馬達與電池模組。

這種新型的3D列印策略需要多個油墨噴嘴,一個用於UV固化的光敏聚合物(使其形成固體),一個用於非固化的液體。該研究的主要障礙在於找出有效的列印模式(以及20-30微米(ms)的液滴溶液),從而讓液體與UV固化樹脂並列排放,而不至於因為濕潤作用而無法聚結或潰散。

3D列印打造液壓驅動機器人 研究人員以3D列印交錯結合固態與液態,打造出以液壓致動器驅動的機器人

其結果是以3D列印的複雜預填充流體通道。研究人員利用柔軟的橡膠取代固體材料,透過3D列印出以12個液壓泵實現抓取功能的小型6腳機器人,證實了「可列印液壓」的概念。內建於3D列印機器人身體中的12個液壓泵均經由一個獨特的曲軸(由一個外部馬達與電池驅動)進行移動。

在機器人的各種關鍵元件中,有好幾組像是手風琴般的「風箱」(波紋管),都是直接以3D列印於其身體中。為了推動機器移動,這些波紋管利用液體的壓力,並在隨後被轉化為機械力。機器人的其他元件還包括軟橡膠的拾取器,以及能夠產生連續流體流動的齒輪泵(以取代波紋管)。

編譯:Susan Hong

(參考原文:3D-printed hydraulic actuators for simpler robot mechanics,by Julien Happich)