EngNews
Логин: 
Пароль: 
 
ГЛАВНАЯ
СОБЫТИЯ
ОТПРАВИТЬ НОВОСТЬ
КОНТАКТЫ
регистрация / забыл пароль
Главная / Встроенные оптические датчики делают роботизированные руки более ловкими
15.10.2015
Встроенные оптические датчики делают роботизированные руки более ловкимиОптические датчики могут уникальным образом использоваться в роботизированных руках, в соответствии с исследователями Университета Карнеги-Меллона. Ученые разработали трехпальцевую мягкую руку робота с несколькими встроенными волоконно-оптическими датчиками. Они также создали новый тип растягивающегося оптического датчика.
С помощью волоконной оптики исследователи смогли встроить 14 датчиков деформации в каждый из пальцев роботизированной руки, давая ей возможность определить, где ее пальцы находятся в контакте и для обнаружения сил менее одной десятой ньютон. Новый растягиваемый оптический материал потенциально может быть использован в коже мягкого робота, чтобы обеспечить еще больше обратной связи.
Чтобы роботы автономно работали и безопасно реагировали на неожиданные силы в повседневных условиях, им необходимы роботизированные руки, которые имеют больше датчиков, чем обычно. Человеческая кожа содержит тысячи тактильных сенсоров только на пальце, и паук имеет сотни механорецепторов на каждой ноге, но даже самый современный робот-гуманоид, такой как Robonaut у НАСА, имеет только 42 датчика в его руках и запястьях.
Добавление обычных датчиков давления или силы является проблематичным, поскольку проводка может быть сложной, ломкой и восприимчивой к помехам от электродвигателей и других электромагнитных устройств. Но одно оптическое волокно может содержать несколько датчиков; все датчики в каждом из пальцев связаны с четырьмя волокнами, хотя, теоретически, одно волокно может сделать свою работу. И оптические датчики являются непроницаемыми для электромагнитных помех.
Промышленные роботы, работающие в контролируемой среде, в которую не вмешиваются люди, способны к чрезвычайно точной манипуляции при ограниченном количестве датчиков. Но по мере того, как робототехники разрабатывают мягких роботов, которые могут регулярно и безопасно взаимодействовать с людьми, повышенное внимание к тактильному и силовому зондированию имеет важное значение.
Каждый из пальцев на роботизированной руке имитирует скелетную структуру пальцев человека и базовые узлы соединенных суставов. Скелетные «кости» представляют собой 3D-печатный жесткий пластик и включать восемь датчиков для обнаружения силы. Каждая из трех секций покрыта мягкой силиконовой резиновой кожей, имеющей в общей сложности шесть датчиков, которые обнаруживают, где был сделан контакт. Одно активное сухожилие работает, чтобы согнуть палец, в то время как пассивное упругое сухожилие обеспечивает противоположную силу, чтобы выпрямить палец.
Рука включает в себя коммерчески доступные волоконные датчики решеток Брэгга (ВБР), которые обнаруживают деформацию путем измерения изменения длины волны света, отраженного от оптического волокна.
Несмотря на преимущества, обычные оптические датчики сильно не растягиваются - стекловолокно вряд ли можно растянуть вообще, и даже полимерные волокна растягиваются, как правило, только на 20-25 процентов. Это является ограничивающим фактором в тех устройствах, где широкий диапазон движения имеет важное значение. Ранее исследователи разработали весьма растягиваемые микрожидкостные мягкие датчики - мембраны, которые измеряют нагрузку через жидкость. Но их трудно сделать, и они могут привести к беспорядку, если жидкость начнет вытекать.
Поэтому исследователи изобрели весьма эластичный и гибкий оптический датчик, используя комбинацию коммерчески доступного силиконового каучука. Эти мягкие волноводы выстроены со светоотражающим золотом; когда силикон растягивается, трещины развиваются в отражающем слое, что позволяет свету уходить. Измеряя потери света, исследователи могут рассчитать нагрузку или другие деформаций.
По словам исследователей, этот тип гибкого оптического датчика может быть включен в мягкую кожу. Такая кожа будет способна не только обнаруживать контакт, как и в случае с мягкими компонентами, но также измерять приложенную силу.



Новости инженерии
Новости политики
Социальные новости
Мировые происшествия
Ваши новости
Поставщики
Диллеры
Дистрибьютеры
 
Все права защищены ©
2014 - 2015 ИнжНьюз