哈工大研究人员首创,直接用微波驱控多自由度机器人
2022-09-20 阅读量:694 来源:中国新闻网

  在物理世界,微波是指频率在 300MHz-300GHz 之间的电磁波,它具有易于集聚成束、高度定向性以及直线传播的特性。微波的最重要应用是军事和工业领域的雷达和通信,在生物、医学等领域的研究和发展也越来越受到重视。日常生活中随处可见微波的应用,比如微波炉、生物杀菌等。

  

  得益于其障碍物透射率、快速能量瞄准以及选择性加热等优点,微波也成为了一种很有前途的无线驱动策略。虽然已经出现了一些基于不同结构的微波驱动人造肌肉研究,但微波控制的研究缺失限制了微波驱动(microwave-driven, MWD)机器人的发展。

  近日,哈工大威海校区机器人研究所软体机器人实验室首次通过改变 2.47 GHz微波的偏振方向来调整能量分布,进而控制MWD远场并联机器人。该并联机器人基于三个由吸波片和双金属片组成的双层弯曲致动器,它可以在700W发射功率下实现0.4m的圆形和三角形路径运动。该校区机器人研究所软体机器人实验室自2019年开始启动利用微波直接驱动机器人的研究,历经3年终于探索出微波驱动和控制器件变形的基本原理,研制出直接利用微波驱动的机器人,并实现了多自由度机器人的末端轨迹控制,从而赋予机器人一种新的驱控方式,使机器人可工作在其他驱动方式尚不能胜任的一些特种场合,如封闭非透明结构体内部的变形控制、微波消融治疗与机器人的联合工作等场景。

  研究者还探究了双层弯曲致动器在微波下的热响应速率,发现电场分量在致动器的最佳长度下可以提供比磁场分量更快的热响应。

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