微液压执行器,比人类头发宽度的三分之一还薄,被证明是最强大的和有效的微型汽车
机械手

环顾四周,你可能会看到一些运行在一个电动马达。强大而高效,它们使我们世界的许多地方都在移动,从电脑到冰箱,再到汽车上的自动窗户,应有尽有。但是,当这种电机缩小到小于立方厘米的尺寸时,这些品质会变得更差。

”在非常小的尺度上,你会得到一个加热器而不是汽车,”说杰库布·凯兹尔斯基,员工在麻省理工学院林肯实验室的188betsport化工、微系统,和纳米技术集团.今天,不存在电动机在microsizes是高效的和强大的。

这是一个问题,因为需要这种规模的马达来将小型化系统放入运动微型万向架中,微型万向架可以将激光指向几千公里之外的几分之一度,可以挤进残骸中寻找幸存者的小型无人机,甚至可以通过人体消化道爬行机器人。

新型电动机称为microhydraulic致动器


帮助这样的电力系统,Kedzierski和他的团队正在制造一种新型的马达,叫做微液压执行器。执行机构以一定的精度移动,效率,在微尺度上还不可能实现的功率。一篇描述这项工作的论文是在2018年9月出版的“科学机器人”。

微液压执行机构使用一种叫做电润湿的技术来实现运动。电润湿对固体表面上的水滴施加电压以扭曲液体的表面张力。

这扭曲力的致动器利用水滴内的致动器,和他们,整个执行机构。

”想想窗户上的一滴水;重力使它变形,它向下移动,”Kedzierski说。”在这里,我们使用电压引起的失真,这反过来又产生运动。””

致动器分为两层。底层是一层金属板,上面印有电极。这一层覆盖着一个介质,当施加电场时变得极化的绝缘体。

顶层是一层聚酰亚胺,坚固的塑料,里面有浅的沟渠。这些通道引导数十个水滴的路径,这些水滴被施加在两层之间并与电极对准。

水与氯化锂溶液预拌


推迟蒸发,用水与氯化锂溶液预混合,降低了水的蒸汽压,足以让micrometre-sized滴持续数月之久。

由于表面张力和相对小的尺寸,液滴保持其圆形(而不是在层之间被挤压)。

致动器来生活应用于电极电压时,虽然不是同时对所有的人说。完成一个周期的每滴一次打开两个电极。

没有电压,一个水滴中立依赖于两个电极,1和2。但对电极2和3施加电压,突然液滴变形了,拉伸触摸活力电极3和拉的电极1。

一个液滴中的水平力不足以移动致动器。但是这个电压周期被一致地应用于电极在数组中的每一滴水,整个聚酰亚胺层滑动过来,以平息液滴对带电电极的吸引力。

电压变成一个强大的工具


继续使电压循环,液滴继续在电极上移动,层继续滑动;关掉电压,执行机构停止在它的轨道上。电压,然后,成为精确控制执行机构运动的有力工具。

但是,致动器如何站起来反对其他类型的汽车?这两个指标来衡量性能功率密度,或者电机产生的功率与其重量的关系,和效率,或者衡量浪费的能量。

在效率和功率密度方面最好的电动机之一是特斯拉S型轿车的电动机。当研究小组测试微液压致动器时,他们发现他们身后的S型的功率密度(每公斤0.93千瓦)和效率输出在功率密度最大效率(60%)。它们广泛地超过了压电致动器和其他类型的微致动器。

致动器提高在更小的尺寸


”我们很兴奋,因为我们是基准的会议,我们仍在改善规模较小的尺寸,”Kedzierski说。由于表面张力与水滴大小无关,都保持不变,所以致动器尺寸较小时性能更好,而且较小的液滴为更多的液滴留出空间来挤入并在致动器上施加水平力。

”功率密度只拍摄了。这就像一根绳子的力量并没有削弱,因为它变得更薄,”他补充说。

最新的致动器,一个逐渐接近模型年代,有48个微米之间液滴的分离。这个团队现在正萎缩下来到30微米。

他们预测,规模,驱动器的功率密度将与Tesla型号S匹配,而且,在15微米,eclipse。

扩展了致动器只是等式的一部分。团队正在积极工作的另一个方面是三维集成。

现在,单个致动器是双层系统,比塑料袋和灵活的像一个太细。他们想栈用支架的致动器系统,可以在三维空间中移动。

模仿我们身体的肌肉基质


Kedzierski设想这样一个系统模仿我们的身体肌肉矩阵,网络让我们的肌肉达到瞬时的组织,强大的,和灵活的运动。

比肌肉强十倍,致动器由肌肉以许多方式激励,从他们的灵活性和轻流体和固体组件组成。

就像肌肉是一个优秀的致动器在蚂蚁和大象的规模,这些微液压执行器,同样,不仅在微尺度上可能产生强大的影响,但在宏观上。

”人们可以想象,”埃里克·霍利汉说,组装和测试的执行机构,”这项技术被应用于外骨骼”,建立与执行机构工作栩栩如生的肌肉,配置成柔性接头而不是齿轮。

飞机机翼可以变身电气命令


或者飞机机翼可以在电子指令下变形,成千上万的致动器滑动过去彼此改变机翼的空气动力形式。

当他们的想象力激荡时,该团队在开发大型致动器系统方面面临挑战。一个挑战是如何以该容量分配功率。

并行工作的实验室正在开发微电池集成驱动器可以帮助解决这个问题。另一个挑战是如何封装致动器以便消除蒸发。

”在我们演示解决方案之前,可靠性和封装将继续是关于该技术向我们提出的主要问题,”Holihan说。”这是我们攻击在未来几个月。””

//www.bjgzb.com/wp-content/uploads/2018/11/a-aaaaabol7.jpeg//www.bjgzb.com/wp-content/uploads/2018/11/a-aaaaabol7-300x300.jpeg大卫baillie gifford机械手电,麻省理工学院水
环顾四周,你可能会看到一些运行在一个电动马达。强大而高效,它们使我们世界的许多地方都在移动,从电脑到冰箱,再到汽车上的自动窗户,应有尽有。但是,当这种电机缩小时,这些品质会变得更差……