弯曲折纸为机器人提供新的刚度到灵活性范围

采用弯曲折纸结构的新研究对机器人的发展具有显著的影响，提供了可调性的灵活性基于功能调整刚度的能力这在历史上使用简单的设计是很难实现的。

亚利桑那州立大学机械工程学教授江汉清（Hanqing Jiang）解释道："将弯曲折纸结构融入机器人设计，在可调柔韧性或刚度方面提供了显著的可能性，作为其互补的概念。高灵活性或低刚度可与猫引导的软着陆相媲美。低灵活性，或高刚度，类似于执行硬跳在一双僵硬的靴子，"他说。

江是本周发表在《科学进展》杂志上的一篇论文的主要作者。该论文《使用优雅的弯曲折纸在原位僵硬操作中》。"曲线折纸可以增加力量和猫一样的灵活性机器人行动，"他说。

江亦将使用弯曲折纸与驾驶者所寻求的跑车之间的操作差异进行比较，这些驾驶者希望感受道路的刚性，而那些寻求舒适驾驶的驾驶者所渴望的车辆，可以缓解不和谐的运动。他说："与在运动型汽车模式之间切换到舒适的行驶模式类似，这些弯曲的折纸结构将同时提供在软模式和硬模式之间按需切换的能力，具体取决于机器人与环境的交互方式。

机器人需要多种刚度模式：举重需要高刚度;冲击吸收需要高灵活性，而短道速正需要负刚度，或者快速释放储存的能量（如弹簧）的能力。

传统上，适应刚度方差的机械在标称范围内可能笨重，而弯曲折纸可以紧凑地支持具有按需灵活性的扩展刚度刻度。江和团队的研究所涵盖的结构结合了折纸折痕的折叠能量和面板的弯曲，通过两点之间的多个弯曲折痕之间切换进行调整。

弯曲折纸使单个机器人能够完成各种动作。团队开发的气动游泳机器人只需调整使用折痕即可完成九种不同的运动，包括快速、中、慢、线性和旋转运动。

除了机器人的应用外，弯曲折纸研究原理还与电磁学、汽车和航空航天部件以及生物医学设备领域的机械超材料设计相关。"这项工作的美妙是，弯曲折纸的设计非常相似，只是通过将直折痕改变为弯曲的折痕，每个弯曲的折痕对应于一个特定的灵活性，"江说。

（编辑：辽源站长网）

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