自我装配机器人报告PDF下载研讨会

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摘要

自组装机器人具有可以粘住或粘合在一起以执行各种功能的小模块(或机器人)。在本报告中,分析了自组装机器人模块之间的键合方法。进行测试,并且在破坏性测试中呈现不同的模块样式,粘合条件和断裂条件,并将其与磁性粘合方法进行比较。
对于80微米模块,使用热塑性粘合剂观察到高达500mN的粘合强度,这表明组件可能用于可编程物质,微流体通道或医疗保健的高力结构应用。最后使用小型磁模块进行仿真以显示组件和拆卸功能。

问题定义和挑战

最近在可重构机器人方面的工作包括缩小单个机器人模块,以提高分辨率和访问小空间。这带来了一些挑战,在驱动,计算和模块绑定。许多大型模块化机器人系统使用直流电机或形状记忆合金等传统驱动器,通过算法或运动原语为装配、重新配置、运动和拆卸过程提供动力。然而,由于这些系统被缩小到厘米以下,因此必须做出妥协,减少功能,导致模块的移动性降低。

自从早期模块化自重新配置系统的演示以来,其规模、健壮性和性能一直在不断提高。与此同时,计划和控制算法已经在处理数千个单元。然而,这些系统要实现其适应性、健壮性和低成本的承诺,有几个关键步骤是必要的。这些步骤可以分解为硬件设计、规划和控制算法以及应用中的挑战。这些挑战通常是相互交织的。

加热方法

加热系统是用于在可接受的水平保持温度的机制;通过使用热能。正如您将在即将到来的章节中看到,如何使用这些方法S与相邻模块形成强粘合。
我们可以使用三种方法加热组装机器人的小模块,具有自身的优点和缺点。这些方法是:
i)通过珀耳帖元素进行加热
ii)通过聚焦激光加热
iii)高功率交流场的电感加热

帕尔蒂埃加热元件

珀耳帖效果热电热泵是一种基于半导体的电子元件,其用作热泵。只需通过向该模块施加低直流电压,一个表面变冷,另一个表面变热。并且只是通过逆转所施加的直流电压,热量移动到另一个方向。因此,该热电装置用作加热器或冷却器。
Peltier热电热泵已用于医疗器械传感器技术,冷却集成电路,汽车应用和军用应用。

禁用模块可寻址性

为了在装配体中增加更多的磁模块,在装配完成后对每个模块进行磁失能,如图6.1所示。这一过程允许单个模块被添加到装配一次一个到装配上的任意位置,而不考虑与装配位置相关的磁力吸引或斥力。与磁吸引成键相比,这允许更广泛的组装形态。新模块可以添加到装配在任何位置或方向。然而,最好将所有具有相同方向的模块结合在一起,这样就可以使用单个全局脉冲将它们禁用或启用为一个组。
模块的热粘合是通过单独加热(即,通过激光或电感加热)或通过全局加热来实现(即热量
通过整个介质传导)。组装完成,它被重新启用磁性,并且可以自由地通过工作空间作为单个单元移动。

自我装配机器人
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如组装加热激活键合的进一步证明,在微流体芯片环境中产生了2D瓶内容形态,如图6所示。6.2。在瓶子中的船舶需要单个模块穿过一个小开口(瓶颈)并一次组装成船舶形状。这里制作的简单2D船舶形状由九个模块组成,包括船体,桅杆和帆。这样的示范显示了所呈现的可寻址性,粘合和控制方法的能力,以实现在远程无法访问的区域中的任意形状的创建。


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Sachin Thorat.

Sachin是一所著名工程学院机械工程B-TECH毕业生。伟德登录网页目前,他在钣金行业担任设计师。此外,他还对产品设计、动画和项目设计感兴趣。他也喜欢写与机械工程领域相关的文章,并试图通过创新的项目思路、设计、模型和视频来激励其他机械工伟德登录网页程专业的学生。

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