简单又快的科学小制作,一二三年级科技小制作

首页 > 生活 > 作者:YD1662022-12-28 09:02:43

别看它相貌平平,其实充满了科技感,它属于软体机器人的一种,基于哥伦比亚大学开发的一种发夹机制(HCM)。

研究人员指出:

这种发夹机制(HCM)结构非常简单,也非常轻巧,只需施加一点点力,就能快速在两种稳定的配置(凹陷和凸起)之间来回弹动!

这种机制不仅可以提高运动速度,而且大大减少了机器人开发的成本和复杂性!

给塑料条上电,快速移动事半功倍!

首先,最重要的一点就是:简单!不仅结构简单,材料简单,连制作方法也很简单。

常见的软体机器人一般是由各种弹性体、形状记忆合金等制成的,速度和强度都有限制。

与之不同的是,发夹机制仅由一根「预应力半刚性塑料条」组成,搭配一个简单的驱动装置,每次向塑料施加少量压力,整个塑料条就会做出反应,从凹陷状态迅速移动到凸起状态,放大施加的力。

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这里要说明一下,半刚性塑料与我们平时见到的普通塑料不一样,它的刚性足够支持一定重量,且能够变形。

至于它是如何实现快速变形和放大力效应的,这来源于一种结构——双/多稳态结构的快速屈曲。

先来解释下什么是双/多稳态结构:

多稳态结构是一种单一结构具有多种稳定状态的可变形结构,用大白话说,只要给它一点能量,它就能转变成不同的形状,并且变形后是非常稳定的,还具有一定的承载能力;双稳态结构则是其中最简单的一种。

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研究人员观察到,当将塑料条的两端固定在一起时,条带的横向扭转屈曲会将结构锁定成一个增加刚性和双稳定性的圆顶状结构,也就是一个发夹状的双稳态机构。

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接下来,他们安装了一个小型电机,将“掰发夹”的压力施加到塑料条上。使用少量电力,伺服电机可以将塑料条变换形状,而且速度与发夹一样快。

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