SAW机器人仅需一个引擎即可爬行，爬行和游泳

如果您需要运动，则该设备可以求助于车轮和履带，步行或进入异乎寻常的爬行和游泳状态。有很多方法可以使机器人移动。有时甚至似乎没有什么新发明可以发明。但这远非如此。内盖夫本古里安大学的戴维·扎鲁克（David Zarruk）在最近发表的一篇论文中描述了一种仅由一个执行器驱动的波浪状蠕虫机器人。

该机器人称为：单执行器波状机器人或SAW。它的波浪状结构将他向前或向后推。转弯时，您需要方向盘。这样的设计不仅可以在陆地上很好地移动，而且还可以爬上狭窄的缝隙并在水中游泳。

研究人员说，爬行原理是从蛇身上借来的。尽管可以将SAW机器人的行程与蠕虫的移动方法进行比较，但是这种比喻是任意的。由于变薄，worm的身体在一部分上加长了。前端前进，然后是后端，后者收缩。重复该过程。声表面波是表面上的正弦曲线。机器人的运动原理类似于一些小型海洋动物所使用的原理：在鞭毛的帮助下，微生物得以漂浮。


机器人的视频演示。

极简主义，活动自如和高性能-Zarruk长期以来一直在努力。Zarruk 在接受 IEEE Spectrum杂志采访时说，早在2004年，作为一名学生，他曾试图重现与生物体类似的波动。在博士学位期间，Zarruk提出了在消化系统内的系统中使用波动运动的想法。可以减少带有一个马达的简单系统，并用于在肠内移动。

几年前，Zarruk教授了产品设计课程，并谈到了弹簧。然后他注意到弹簧在一个凸起中是一个圆形，在另一个凸起中是一个正弦曲线。如果弹簧旋转，则波将不复杂地移动。运动原理的简单性使研究人员感兴趣。上图：电机相对于壳体旋转螺旋。底部图片：25个环圈环绕螺旋线，它们连接到主体并且不旋转。 SAW有一个引擎。他旋转机器人的脊椎-刚性螺旋。后者被打印在3D打印机上的一系列链接所围绕。这些链节可以像自行车链条的一部分一样在一个平面内移动。螺旋旋转，并且链节向上和向下。同时，连杆以这样一种方式移动，即与表面接触时，它们会将机器人向前推动。







波浪从右向左传播，与地球接触的链节向左稍微移动并顺时针旋转。

SAW机器人只能向前或向后移动。扭转它足以使螺旋向相反方向扭转。箱子上的两个轮子可以帮助他转向，否则这是被动的：它们无法为设备供电。似乎加快运动速度的唯一方法是更快地旋转螺旋线。但是研究人员在链接中添加了齿，使您可以在六个周期内进行七波运动。因此速度提高了13％。特殊的齿不会干扰连杆之间的相对运动。




它制成了几种不同大小的模型。最大的（多色）速度为每秒5.6波或每秒57厘米。它可以8 cm / s的速度在两个狭窄的表面之间爬升。封闭在防水盒中，模型以6厘米/秒的速度漂浮。 SAW不仅可以在实验室的平坦地板上工作，而且还可以克服地形并穿过石头和草丛。 声表面波不仅仅是玩具。现在，它已减小为钢笔的大小（上图中的最低样本）。将来，可以将机器人小型化到一定程度，以使其能够去除人体肠道并采集样本进行活检。进一步削减的工作已经在进行中。





根据Zarruk的说法，该机器人几乎不需要维护，这对于3D打印获得的动态结构是不寻常的。将来，滑行系统将被更改-当前的滑行系统不会太优雅。研究人员希望尝试通过铰链连接两个SAW机器人。而且，如果能够即时改变波的频率及其幅度，那么机器人将能够更好地适应不同的表面，在许多直径的管道中蠕动，并优化每种流体的运动。

单执行器波状机器人（SAW）：设计，建模和实验

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN396323/