Fabricación de actuadores de la red neumática suave con cámaras oblicuas

Actuadores neumáticos blandos (SPAs) son dispositivos suaves que pueden ser actuados por la entrada simple de presión de aire^1,2. Pueden ser fabricados con diversos materiales, como silicona elastómeros³, telas⁴, memoria de forma polímeros⁵y elastómeros dieléctricos⁶. Los investigadores se han beneficiado de su naturaleza de cumplimiento, diestros movimientos y métodos de fabricación simple⁷, tal que los SPAs se han convertido en uno de los dispositivos más prometedores para aplicaciones de robótica suave^8,9. Balnearios pueden realizar varios movimientos sofisticados, como rastrero¹⁰, rotación¹¹y¹² basado en varios tipos de deformación, incluyendo ampliación, ampliar, flexión y torsión^13, del balanceo ¹⁴. para ser capaz de hacer diferentes tipos de movimientos, SPAs están diseñados en diferentes estructuras, como un cuerpo lineal con canales paralelos¹⁵, una cámara monolítica con refuerzos de fibra de¹⁶, y repitieron de las redes de Sub-cámaras¹⁷. Entre ellos, los SPAs con redes de cámaras sub repetidas, los actuadores de la red neumática suave, se emplean extensamente porque pueden generar grandes deformaciones bajo una presión relativamente baja de la entrada. Sin embargo, en la mayoría de los diseños anteriores, este tipo de actuadores solamente puede generar movimientos de flexión en 2-D, lo cual limita mucho sus aplicaciones.

Un actuador suave red neumática consiste en un conjunto linealmente dispuesto de cámaras conectadas por un canal interno. Cada cámara cúbico contiene un par de paredes opuestas que son más delgadas que el otro par y produce una inflación de dos caras en la dirección perpendicular a las paredes más delgadas. Originalmente, las paredes más delgadas de las cámaras son perpendiculares al eje longitudinal del cuerpo actuador e inflan junto con el eje largo. Estas inflaciones colineales en cámaras y la base no extensible conducen a una flexión pura integral del actuador. Para explorar el movimiento del actuador en espacio 3D, la orientación de las cámaras se afina para que el disolvente laterales ya no son perpendiculares al eje largo del actuador (figura 1A), que permite a la dirección de la inflación de cada cámara offset del eje y no colineales. Las inflaciones paralelo pero no colineales cambian el movimiento del actuador en una flexión y torsión movimiento en el espacio 3D¹⁸. Este movimiento acoplado permite los actuadores más flexibilidad y destreza y hace los actuadores una candidata adecuada para aplicaciones más prácticas, tales como manipuladores flexibles, biológicamente inspirados robots y dispositivos médicos.

Este protocolo muestra el método de fabricación de este tipo de actuadores suave red neumática con cámaras oblicuas. Incluye preparación del elastómero de silicón, fabricación de la cámara y piezas base, montar el actuador, la tubería de conexión, comprobación de fugas y, si es necesario, reparar el servomotor. También puede utilizarse para fabricar actuadores neumático suave normal de la red y otros actuadores suaves que pueden ser producidos con algunas simples modificaciones al método de moldeo. Proporcionamos instrucciones detalladas para fabricar un actuador neumático suave con cámaras oblicua de 30 º. Para diferentes aplicaciones, se pueden fabricar actuadores con ángulos de cámara diferentes según el mismo protocolo. Aparte de eso, los actuadores pueden combinarse para formar un sistema actuador múltiple para las varias demandas.