Fast‐Response, Stiffness‐Tunable Soft Actuator by Hybrid Multimaterial 3D Printing

材料科学 刚度 软机器人 气动执行机构 灵活性(工程) 执行机构 微通道 机械工程 计算机科学 变形 变硬 电活性聚合物 纳米技术 复合材料 工程类 人工智能 统计 数学
作者
Yuan‐Fang Zhang,Ningbin Zhang,Hardik Hingorani,Ningyuan Ding,Dong Wang,Chao Yuan,Biao Zhang,Guoying Gu,Qi Ge
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:29 (15) 被引量:517
标识
DOI:10.1002/adfm.201806698
摘要

Abstract Soft robots have the appealing advantages of being highly flexible and adaptive to complex environments. However, the low‐stiffness nature of the constituent materials makes soft robotic systems incompetent in tasks requiring relatively high load capacity. Despite recent attempts to develop stiffness‐tunable soft actuators by employing variable stiffness materials and structures, the reported stiffness‐tunable actuators generally suffer from limitations including slow responses, small deformations, and difficulties in fabrication with microfeatures. This work presents a paradigm to design and manufacture fast‐response, stiffness‐tunable (FRST) soft actuators via hybrid multimaterial 3D printing. The integration of a shape memory polymer layer into the fully printed actuator body enhances its stiffness by up to 120 times without sacrificing flexibility and adaptivity. The printed Joule‐heating circuit and fluidic cooling microchannel enable fast heating and cooling rates and allow the FRST actuator to complete a softening–stiffening cycle within 32 s. Numerical simulations are used to optimize the load capacity and thermal rates. The high load capacity and shape adaptivity of the FRST actuator are finally demonstrated by a robotic gripper with three FRST actuators that can grasp and lift objects with arbitrary shapes and various weights spanning from less than 10 g to up to 1.5 kg.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
JamesPei的应助被科研通管家采纳,获得10
刚刚
研自助完成签到,获得积分10
刚刚
科研通AI6.2的应助被刘国材采纳,获得10
刚刚
科研通AI6.4的应助被fafafa采纳,获得10
1秒前
tyrurty发布了新的文献求助10
2秒前
ssc完成签到,获得积分10
3秒前
XING完成签到,获得积分10
3秒前
哈哈发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
小巧紫易完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
jiangjiang完成签到,获得积分10
9秒前
清晨故友完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
11秒前
LLL完成签到,获得积分10
11秒前
JamesPei的应助被nainomi采纳,获得10
13秒前
CodeCraft的应助被tyrurty采纳,获得10
14秒前
14秒前
风趣思山完成签到,获得积分10
15秒前
meng发布了新的文献求助10
17秒前
orixero的应助被好好吃饭采纳,获得10
17秒前
18秒前
uuuu发布了新的文献求助10
20秒前
wyq完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
在水一方的应助被哈哈采纳,获得10
22秒前
朝阳发布了新的文献求助100
22秒前
Xh发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
小熊发布了新的文献求助30
24秒前
wq完成签到 ,获得积分10
25秒前
沉静寄容完成签到,获得积分10
25秒前
Tngannnnnn0910完成签到,获得积分10
25秒前
张艳茹完成签到 ,获得积分10
26秒前
哈哈完成签到,获得积分20
27秒前
可乐wutang发布了新的文献求助10
28秒前
TT发布了新的文献求助10
29秒前
传奇3的应助被余下的温柔采纳,获得10
31秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Management and the Arts 510
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 400
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 1: A–B 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7818059
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9346391
关于积分的说明 20535844
捐赠科研通 7410659
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3331877
关于科研通互助平台的介绍 2478234
邀请新用户注册赠送积分活动 2351615