携式发动机可以为辅助设备中的人造肌肉提供动力

研究人员开发出一种轻型流体发动机，用于驱动用于辅助设备的肌肉模仿软机器人。这种新型发动机的独特之处在于它无需外部电源就能产生巨大的力量。

“由流体发动机(如液压或气动装置)驱动的软机器人可以用来模仿肌肉的行为，而刚性机器人则无法做到这一点，”该论文的通讯作者、北卡罗来纳州立大学机械与航空航天工程副教授郝苏说。

“这使得这些机器人特别适合用于辅助设备，以提高人们移动上肢或下肢的能力。”

然而，大多数流体发动机都与外部电源(例如大型空气压缩机)物理连接。这大大限制了它们的实用性。而之前没有与外部电源连接的流体发动机无法产生很大的力，这也限制了它们的实用性。

“我们的工作解决了这两个挑战，”苏说。“我们的流体发动机不受外部来源的束缚，但仍能产生高达580牛顿的力。”

新型发动机的工作原理是将油泵入和泵出软机器人的腔室，使软机器人充当弯曲和放松的人造肌肉。流体发动机的泵由电池供电的高扭矩电机驱动，使其能够产生很大的压力，使人造肌肉能够发挥很大的力量。

在概念验证测试中，研究人员不仅评估了新发动机能够产生的力量，还评估了发动机将电能转换为流体动力的效率。

“我们发现，我们能够为不受束缚的发动机产生前所未有的力量，同时仍保持流体发动机的重量较低，”该论文的第一作者，北卡罗来纳州立大学的博士后研究员安东尼奥·迪拉洛(AntonioDiLallo)说。

“而且我们的流体发动机的最大效率高于以前的便携式、不受束缚的发动机。”

该论文“用于高强度软可穿戴机器人的不受束缚的流体发动机”在《先进智能系统》杂志上公开发表。

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