华创微波驱动机械人

2022-10-11 1155 龙应台 澳门日报

 微波在雷达科技、微波炉、等离子发生器、无线网络系统(如手机网络、蓝牙、卫星电视及无线区域网络技术等)、传感器系统上均有广泛的应用。中国哈尔滨工业大学威海校区日前发布消息称,该校区机械人研究所软体机械人实验室自二○一九年开始启动利用微波直接驱动机械人的研究,历经三年终于探索出微波驱动和控制器件变形的基本原理,研製出直接利用微波驱动的机械人。

 哈尔滨工业大学威海校区研究人员指出,不需要携带任何电器件,可以灵活地工作在其他驱动方式尚不能胜任的某些特殊场合(比如封闭、非透明结构体内部),这是研製成功的微波驱动机器人的两大特色。该机械人首创性地直接利用微波驱动,从而为机械人驱控提供了一种全新的方式。

 研究人员表示,微波是指波长介于红外线和无线电波之间的电磁波,频率在三百兆赫兹至三百吉赫兹之间的电磁波。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性,它的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器,微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热,而对金属类东西,则会反射微波。相比于磁场、光、超声和湿度等无线致动方式,微波可无损耗地穿透某些非透明障碍物,例如水泥、陶瓷、塑料等。同时,利用相控阵技术,微波也可实现非机械快速转向与聚焦。

 研究人员指出,团队利用角锥喇叭天线发射的频率为二点四七吉赫兹、功率为七百瓦的微波对机械人进行驱动,并实现了多个驱动器联合运动的定量控制。同时,他们也提出了一种基于导线和形状记忆合金弹簧的伸缩致动器,并基于此设计了一种四足爬行机械人。该机械人长十五毫米、重量仅为○点四二克,展示了微波致动机械人在小型化、轻量化方面的优势。

 目前,研究团队还利用四组伸缩致动器模拟植物的感性运动,黄色的导线如同植物的花蕊,当微波照射在这些“花蕊”上时,“花朵”的四片花瓣就会打开;当没有微波时,花瓣则会全部闭合,显示了微波在集群驱动方面的优势。团队将持续开展微波驱动相关研究,改进微波驱动的频控能力并降低功耗,使相关技术在封闭容器内部器件控制、体内操作微器械开发等方面得到工程应用。

 未来一段时间,研究团队将继续从不同角度开展多样的运动测试,以适应不同的实际需要,研发更大动力的机械人。

 小 米

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