大利理工学院的研讨人员经过3D打印制造出新式气动人工肌肉——根据几许结构的缩短和伸长驱动器(GRACE),驱动才能与天然肌肉适当且耐用性好。
与传统气动执行器比较,气动人工肌肉质量更轻、结构更紧凑、本钱更低,已广泛用于软体机器人。但是,气动人工肌肉一般由较多组件拼装而成,难以完成小型化和定制化。为此,研讨人员提出经过有限元分析进行选材和结构优化,以削减部分应力会集,并经过立体光刻/熔融堆积成型3D打印技能完成一体成型。GRACE具有相似灯笼状的杂乱外形结构,两头较窄,中心为褶皱状。气动加压时,褶皱打开,产生径向胀大;撤消气动压力时,褶皱折叠,产生径向缩短。研讨发现:选用更硬的资料或更厚的壁厚,可进步GRACE的工作规模和驱动力;窄而深的褶皱可促进缩短,宽而浅的褶皱则可促进伸长。
GRACE的驱动规模最高到达40%,与天然肌肉适当,能负载分量为其自重数千倍的物体,且可接受1000次缩短或伸长循环。使用GRACE制造出气动机械手,每个手指的输出压力到达20 KPa。