4月21日消息,浙江大学机械工程学院课题组设计研发出可自愈的“机器心脏”,这是世界首个可通过自身液体自愈的柔性电液泵。
研究灵感来自于蜘蛛,其体内含有一套独特的生物液压系统,蜘蛛心脏是核心动力部件,通过心脏把血淋巴泵送到腿部,血淋巴的液压能量、就能转换为腿部的敏捷运动。
此外,蜘蛛的自然进化,可让血淋巴主动对受损组织、或皮肤进行自修复,从而极大提高环境适应力。
受此启发,团队研发出这款柔性电液泵,通过电场就能实现介电液的静音泵送,还可通过在液体中添加自愈因子,实现破损和渗漏区域的自我修复。
无需移动部件,柔性电液泵就能实现液体的运动与操控。
为了实现类似蜘蛛血液的自愈功能,他改进了柔性电液泵泵送的电响应介电液体,并在其中均匀融入桐油液体。
这样可让电响应介电液体、蜕变成一种可修复破损硅胶外壳的自愈性液体,从而实现液体泵送和自我修复的双重功能。
实际应用中,就电液泵的外貌和泵送能力来说,不同液压动力系统的需求,也各不相同。庆幸的是,柔性电液泵的尺寸和形状,可根据具体需要进行定制。
泵的尺寸可大可小,为的是可以匹配不同尺度的机器人系统。此外,柔性电液泵的外壳和电极配置的设计空间很大,比如可以设计成圆柱形、三角形、五角形和模仿心脏外形等。
另外,柔性电液泵通过针孔电极对产生流动,产生的流量与压力较大,并且它由轻量化的柔性材料制成,质量也比较轻。
相比同尺寸的传统刚性泵,在同样重量下,这种泵能产生更大的输出流量和压力,同时具备较好的可携带性。
不过目前的柔性液压泵只是初期版本,在驱动能力、制作方式和响应速度上,还有较大提升空间。
团队还表示:“该研究为液压系统的静音驱动和自修复,提供了新型解决方案,有望大幅提升液压系统的环境自适应能力,同时也为穿戴式装备的无绳驱动,提供了新思路。”