深圳鼎盛合科技十年专注充气泵方案设计开发,提供软硬件方案设计及压力传感器等相关产品的技术支持,成熟开发经验团队,专注充气泵方案设计开发
近日布里斯托大学的Jonathan等研究者提出了一种基于静电力的柔性气泵这种柔性气泵一改传统机械式气泵的笨重,硬质的设计,利用柔性薄膜气囊在静电力作用下的膨胀和收缩来为软体机器人提供驱动力相比传统设计更加轻便、柔软,更适合应用于穿戴设备上。
不过目前这种设计也存在着一些限制,比如能够提供的最大压力还比较小在2kPa左右,并且还需要高压模块进行驱动不过相信随着材料和制造技术的发展,柔性流体泵还是具有广阔的前景,甚至能够用于替代目前刚性的人工心脏。
参考文献:Electro-pneumatic pumps for soft robotics. R. S. Diteesawat, T. Helps, M. Taghavi1, J. Rossiter. Science Robotics,Vol. 6, Issue 51, eabc3721,DOI: 10.1126/scirobotics.abc3721
EPP的主要概念和驱动原理(A)膨胀的静电柔性气泵EPP,(B)静电柔性泵组件,以及(C)静电柔性泵的柔韧性展示(D)静电柔性气泵电极端组件和截面图的爆炸视图示意图(F) 不同空气注入量的静电柔性气泵照片。
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(G)静电柔性气泵的模拟结果,显示随着电压的增加压力变化和贴合长度的增加(H)由8cm电极由3cm电极组成的EPP在不同注入风量下产生压力的能力以及在不同电压下启动的能力 (I)由EPP驱动的气动驱动器(BAM)在不同电压下的收缩变化。
(J)连接到BAM的静电柔性气泵照片(K)在0、4和8千伏时驱动EPP-BAM系统(蓝色箭头表示从EPP转移到BAM的空气方向)(L) EPP的在8千伏下的闭合过程(数字表示时间秒)其实更早一些,EPFL的研究者在
Nature上也提出了一种基于电荷注入电水动力学(charge-injection electrohydrodynamics)的可拉伸柔性泵,其可提供最大驱动压力也在1.6kPa左右相关文献:V Cacucciolo, Shintake J , Y Kuwajima, et al. Stretchable pumps for soft machines[J]. Nature, 2019, 572(7770):1-4.。
图1基于电荷注入EHD的可拉伸泵a,由碳(左)和银电极(中)弯曲成小曲率半径的泵右,碳泵拉伸了50%. b 可拉伸泵示意图(左)顶层和底层为厚度为0.4 mm的PDMS膜,在其上刻有30-µm厚的顺应电极。
该通道是激光切割的0.5 mm厚PDMS层泵的工作原理(右)上下电极都是交叉的极性相反的梳齿之间的间距g为0.5 mm,梳齿对之间的间距为1mm沟道中充满了电介质液体当外加电场超过阈值5 ~ 8 V μm−1时,电子从阴极进入液体。
产生的离子(X−)受到电的加速,从而驱动介质流动PS: Soft or hard? it is a question. ^_^
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