新型可穿戴气动能量收集系统:能够抓住物体,动力来自于压缩空气

能源盟友 2022-08-26

压缩空气科技新闻

1099 字丨阅读本文需 3 分钟

8月26日消息,近日,莱斯大学乔治·R·布朗工程学院的机械工程师制造了一个方便的“额外肢体”,能够抓住物体,更神奇的是,它仅由压缩空气提供动力。这是他们使用基于纺织品的能量收集系统实施的几个想法之一。

由机械工程助理教授 Daniel Preston、主要作者 Rachel Shveda 和 Anoop Rajappan 及其团队设计和制造的原理验证机器人设备面向残障人士,并且非常坚固。

普雷斯顿实验室将其轻巧、可机洗的能量收集设备制成足够坚固,以供日常使用。图片来源:普雷斯顿创新实验室

原型“手臂”是一块织物,在不使用时会紧贴身体,但在激活时会向外延伸,并在表面加入弹性体衬里,以保持对湿滑物体的抓握。在示威活动中,现任美国海岸警卫队官员的莱斯大学校友什韦达将用开关操作手臂。普雷斯顿说,未来的版本可能会有传感器来预测佩戴者的意图并完成动作。

除了可以在满手时握住杯子或其他小物件的卷曲臂之外,Rice 实验室还制作了一件衬衫,该衬衫在腋窝处安装了一个类似风箱的致动器,该致动器可以伸展,使穿着者能够拿起一个 10 磅重的物体。在人体模型上测试服装表明它可以在没有人体肌肉帮助的情况下做到这一点。

“人口普查数据显示,美国约有 2500 万成年人发现很难用手臂举起 10 磅,”莱斯学院研究员支持的博士后 Rajappan 说:“这是我们日常生活中经常做的事情,拿起家居用品甚至抱起婴儿。”

该系统需要两个组件:嵌入在步行鞋鞋底中的纺织泵,用于收集空气压力,以及在需要时利用该压力的气动执行器。泵内填充有开孔聚氨酯泡沫,每次踩踏后都能恢复原状。

“泵足够小,很舒服。泡沫的硬度与典型的鞋垫相当,”他说:“我们想确保这感觉就像你真正想要在你的鞋子里面的东西。”

赖斯实验室的测试表明,这些设备产生的功率相当于 3 瓦,转换效率超过 20%,轻松胜过电磁、压电和摩擦电策略用于脚击能量收集,其中包括由赖斯奥什曼工程学院的学生设计的一种设计厨房。

单个设备的所有组件花费了实验室大约 20 美元。这些产品组装简单,坚固耐用,可以在洗衣机中清洗,而不会降低性能。

制造方法使用了服装行业已经采用的技术,例如切割纺织片材并用热和压力粘合它们,我们已经准备好考虑将我们的工作转化为产品。

除了测试单元之外,实验室还开发了数学模型,以根据用户的体重和步行速度以及其他参数来预测辅助设备的性能。推进这一进程的一种方法是使用该模型来优化特定用户群的性能。

我们还在考虑像气动执行器这样的设备,这些设备可以对深静脉血栓形成、腿部血栓等疾病进行治疗性压缩。任何需要气压的东西都可以由我们的系统提供动力。

“现在我们提供了动力,我们可以利用所有现有的驱动工作,”普雷斯顿补充道:“这将包括帮助人们合上双手的手套、肘关节和肩关节的帮助以及其他仍然依赖通常刚性和笨重的电源的设备,这些电源要么不舒服,要么需要与外部基础设施相连。”

他指出,与时尚顾问的对话可能会在他的未来进行,以防止佩戴者与米其林人相似。

“我们设法让它保持低调,但是这绝对是值得考虑的事情,尤其是在执行器方面,”普雷斯顿说。

免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处本网。非本网作品均来自其他媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如您发现有任何侵权内容,请依照下方联系方式进行沟通,我们将第一时间进行处理。

4赞 好资讯,需要你的鼓励
来自:能源盟友
0

参与评论

登录后参与讨论 0/1000

为你推荐

加载中...