初原載于 機電科協(xié) 北工大機電圈子????2018-05-09

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全球最小機械臂“蜘蛛手”問世,

準(zhǔn)到毫厘間，快到看不見!

? ? ? ?今天的主角，是擁有出色的運動速度和精確度的，?“蜘蛛手”機器人——milliDelta，它是有史以來體積最小、移動速度最快、移動精度最準(zhǔn)確的機器人之一，是delta機器人的一個極端案例，尺寸規(guī)格只有15x15x20毫米。?

? ? ? ?Delta機器人具有的極強的速度和靈活性,使它們可以在裝配線得到廣泛運用，然而這種工作往往需要很大的空間。世界上第一臺delta機器人服務(wù)于巧克力工廠，用于將果仁糖放入包裝中。（圖中為大型的Delta機器人）

? ? ? ?哈佛大學(xué)Wyss生物創(chuàng)新工程研究所和John A. Paulson工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)（SEAS）的Robert Wood團隊的首席工程師Robert Wood談到：“物理學(xué)的尺度效應(yīng)告訴我們，減小Delta機器人的尺寸會增加其速度和加速度，pop-up?MEMS制造技術(shù)具有使用任何材料或組合材料的能力，似乎是解決這個問題的理想方式?！?/p>

? ? ? ? MilliDelta采用復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)的彎曲關(guān)節(jié)，可以跟全尺寸Delta機器人一樣靈活。不同的是，Delta的測量為15 x 15 x 20 mm(0.6 x 0.6 x 0.8英寸);顯然，MilliDelta可以在7立方毫米的工作空間區(qū)里進行精度高達5微米的操作。

? ? ? ?與關(guān)節(jié)中擁有舵機的普通機器人不同，delta機器人由一個中心基站控制。機械臂排列成三角形構(gòu)造，每只手臂可以非常輕，不需要非常大的力就可以驅(qū)動。并且，delta機器人的動作一般由壓電執(zhí)行器控制，而非傳統(tǒng)的電動舵機。施加電壓時，壓電材料會出現(xiàn)膨脹或收縮現(xiàn)象。就如milliDelta的手臂，一側(cè)帶正電，另一側(cè)帶負電。電流流過時，機械臂因一側(cè)膨脹、另一側(cè)收縮而出現(xiàn)彎曲。?

? ? ? ?研究人員Hayley McClintock說，現(xiàn)存的delta機器人動作頻率大多在10赫茲 (次/秒) 以內(nèi)，而milliDelta可達75赫茲，是其他delta機器人的15-25倍。而且milliDelta能像其他delta機器人一樣，完成拾取裝貼工作，只不過可以在更小的空間內(nèi)，執(zhí)行對精確度要求更高的任務(wù)。

來看1赫茲下milliDelta的垂直運動

35赫茲下的垂直運動

快到看不見

? ? ? ?MilliDelta這個小小的機械臂可以模仿其更大的兄弟姐妹的各種應(yīng)用，比如挑選和包裝微小物體，像實驗室里的電子部件、電池，或充當(dāng)顯微外科手術(shù)的“穩(wěn)定手”，完成制造和醫(yī)藥領(lǐng)域的一系列微操作任務(wù)。據(jù)悉，在眼科手術(shù)中，也可以將milliDelta安裝在手術(shù)工具末端，用于抵消醫(yī)務(wù)人員手部顫動，就像為帕金森氏癥患者提供幫助的可自我穩(wěn)定的湯匙。目前，MilliDelta已經(jīng)完成了它的第一個手術(shù)，參與了一個治療人類首部震顫的設(shè)備測試。感興趣的同學(xué)可以在《Science Robotics》上查到詳細信息。

? ? ?來源：微博??

? ? ?文字：一個有貓的人和一個會有貓的人