【机构】柔性机构的各种应用,真是长知识!

北京联盟_原题是:柔性机构的各种应用 , 真是长知识!
写在前面
柔性机构通过柔顺单元的储能和释能来完成特定的工作任务 。今天 , 我们来看看柔性机构的各种动图 , 及其可能的应用场合 。来源:工业机器人 , 激光天地转载
这是啥?
这是杨百翰大学(Brigham Young University) 的机械工程学教授 Larry Howell 为美国军方开发的保险和解除保险装置(S&A) 。它属于一种叫做柔性机构(compliant mechanism)的机械装置 。可以用于避免地震等震动让核弹不经意走火 。
【机构】柔性机构的各种应用,真是长知识!
文章图片

文章图片

这是啥?
这是柔顺卷边机构 。与扁嘴钳类似 , 其输入力传递到输出端 , 只是这里有一部分能量以应变能的形式储存在柔性部件中 。
加工制作的时候 , 可以像这样从模具里挤出来 , 然后再切割 。
【机构】柔性机构的各种应用,真是长知识!
文章图片

文章图片

这是一个柔性的开关 , 在疲劳测试(fatigue testing)中的表现强大 , 它可以被玩一百万次而不会坏 。
【机构】柔性机构的各种应用,真是长知识!
文章图片

文章图片

这是个好玩的玩具 。这个像大象的屁股被戳的时候 , 象鼻尖的部位是不动的 。
看起来很好玩 , 在风洞里测试材料的时候就可以用上这个机构 , 防止材料随风飘摆 。
【机构】柔性机构的各种应用,真是长知识!
文章图片

文章图片

柔性机构可以被制造得很大 , 也可以很小 , 利用光刻(photo-lithography)等技术在微观尺度上进行制造 , 用于高精尖电子设备 。
【机构】柔性机构的各种应用,真是长知识!
文章图片

文章图片

这个柔性机构 , 在转速变大的情况下 , 它的可动部件会因为离心力而向外扩展 , 然后与外层的机械接触 , 从而带着一起运动 。
在链锯里就可以用上这种装置 。
【机构】柔性机构的各种应用,真是长知识!
文章图片

文章图片

Larry Howell 的实验室还做了许多有趣的、灵感来自于折纸的可动机构 。
这是用来在手术中抓取针头和手术缝合线用的 。达芬奇手术机器人的研发公司和Larry Howell 的实验室有合作 , 未来可能就会用上这个折纸机械手术臂 。和它的灵感来源是这款折纸:
还有这些可展机构(developable mechanism)就是钢铁侠一类的科幻外骨骼的最佳搭档 。
可展机构在手术设备里大有用武之地 。
因为手术工具可以折叠再展开 , 手术时病人的伤口就不必被切得很大 , 这有助于术后愈合 。
这个机构可以变成轮子 , 在遇到障碍物的时候它可以展开变成攀岩的钩子 。
还有这种可展无人机也很有意思 , 比传统的无人机轻巧不少 。
Larry Howell 的实验室最近研发的这款可折叠防弹盾牌还在网上成了网红 。
这款防弹盾牌灵感来源于吉村折纸 。
现有的防弹盾牌重达40千克 , 携带非常不方便 , 而且只能保护一个人 。但是这个重量只有22千克的防弹设备却能保护2-3个人 。
它不仅很轻 , 还可以折叠 。
它含有12层 , 包括凯芙拉(kevlar , 芳族聚酰胺纤维 , 常用来制造防弹衣)和铝 。看一下防弹效果:


推荐阅读