一种新型的泵——像信用卡一样薄和小——可能为残疾人和患有与年龄相关的肌肉退化的人的可穿戴辅助设备铺平道路。

该研究发表于2月17日。版的科学的机器人

可伸展,可柔整的肌肉状材料经常用于动力软机器和辅助服装。然而,气动人工肌肉传统上由传统的电动电磁泵供电,这是庞大的,嘈杂,复杂和昂贵的。

Bristol Softlab和Bristol机器人实验室的研究人员,由机器人教授乔纳森·罗西特领导根据该团队的说法,已成功展示了一种柔软,可弯曲,低成本和相对简单的新型电动气动泵。

在简短的问答中科技rossiter说明了新的卡片大小的软泵如何能够动力气动泡沫的人工肌肉和各种其他有趣的应用,如时尚,辅助衣服。

技术简报:什么是机器人服装,你的泵在支撑它的过程中会发挥什么作用?

Jonathan Rossiter教授例如,对于那些行动不便的人来说,如果他们正遭受着与年龄相关的肌肉无力或中风,机器人的力量援助可以帮助他们保持独立性。

目前的机器人专家外骨骼可以帮助,但是由电动机和硬质金属和塑料制成,这些使它们不舒服,难以调整,难以适应不同的人,昂贵,丑陋。

机器人服装有点像衣服穿的外骨骼。它将是舒适,不引人注目的,低成本,容易穿上和起飞。我们使用柔软的人工肌肉来提供机械动力辅助,帮助人们移动。

技术简报:这个新泵的工作原理是什么,它与传统电磁泵的不同程度如何?

Rossiter教授:我们的电力服装使用空气驱动的人造肌肉。这使得它们非常低成本和灵活。到目前为止,我们必须使用电机驱动的泵来为肌肉产生压缩空气。不幸的是,这些泵庞大,嘈杂,难以,并且不容易或舒适,放入服装。这阻碍了真正柔软的机器人服装的发展。

我们的新型电动气动泵也可以驾驶我们的人工肌肉,但与电动泵相比,灵活且比信用卡更薄),并且可以轻松融入服装中。电动气动泵使用两个物理静电现象,在串联中工作,在两个柔性导电电极之间有效地挤压空气。这种挤压产生驱动人工肌肉所需的气动力量。由于电动气动泵耗电,电源衣服中唯一的硬组件将是电池,这可能会像电池在手机内部一样小。

技术简报:为什么软泵是一个如此大的挑战,你的设计是如何克服这些挑战的?

Rossiter教授Hard electric motors的用法和例句:Hard electric motors is very well understood and very efficient。要在软设计中替换它们是不容易的!

物理学是不同的,需要很多工作来理解和完善。我们没有使用马达背后的科学——磁学,而是使用了利用电荷相互作用的静电学。我们面临的挑战之一是将静电力放大,这种静电力在微米和纳米尺度上非常强大,放大到制造电动服装所需的厘米尺度。我们已经能够通过加入非常少量的特殊流体——称为液体介质——来放大力来做到这一点。

技术简报:这些泵可以与传统的电动机驱动泵相比如何产生压力?你在考虑如何为他们提供动力吗?

Rossiter教授我们的电动气动泵比同等体积的马达驱动使用更少的动力,但输送的空气量是相同的。我们可以很容易地将它们堆叠起来,从而产生更大的压力和流量。我们设想一组分布在衣服上的小型软鞋,精确地在需要的地方提供帮助,比如臀部或脚踝。与电动泵相比,电动气动泵使用更高的电压,但电流更低,所以我们正在开发小型电力转换器来连接便携式电池和泵。

技术简报:为什么让电动气动泵变得越来越小如此重要?

Rossiter教授:较小的泵更容易配置更广泛的动力衣服。通常比一个大的小型泵更好。它还使系统更强大地失败。如果一个小型泵发生故障,则其他小型泵可以共享负载。

技术简报:您认为这个泵最令人兴奋的应用是什么?

Rossiter教授:动力衣服!随着年龄的增长,我们都需要援助来搬家。我看到我们的新软泵驱动的辅助服装作为独立,生活质量和幸福的良好兴奋。

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