柔性机构的各种应用,涨知识

日期:2020-07-27 06:20:29 作者:guest 浏览: 查看评论 加入收藏

柔性机构通过柔顺单元的储能和释能来完成特定的工作任务。今天,我们来看看柔性机构的各种动图,及其可能的应用场合。

这是啥?

这是杨百翰大学(Brigham Young University) 的机械工程学教授 Larry Howell 为美国军方开发的保险和解除保险装置(S&A)。它属于一种叫做柔性机构(compliant mechanism)的机械装置。可以用于避免地震等震动让核弹不经意走火

这是啥?

这是柔顺卷边机构。与扁嘴钳类似,其输入力传递到输出端,只是这里有一部分能量以应变能的形式储存在柔性部件中。

加工制作的时候,可以像这样从模具里挤出来,然后再切割。

这是一个柔性的开关,在疲劳测试(fatigue testing)中的表现强大,它可以被玩一百万次而不会坏。

这是个好玩的玩具。这个像大象的屁股被戳的时候,象鼻尖的部位是不动的。

看起来很好玩,在风洞里测试材料的时候就可以用上这个机构,防止材料随风飘摆。

柔性机构可以被制造得很大,也可以很小,利用光刻(photo-lithography)等技术在微观尺度上进行制造,用于高精尖电子设备。

这个柔性机构,在转速变大的情况下,它的可动部件会因为离心力而向外扩展,然后与外层的机械接触,从而带着一起运动。

在链锯里就可以用上这种装置。

Larry Howell 的实验室还做了许多有趣的、灵感来自于折纸的可动机构。

这是用来在手术中抓取针头和手术缝合线用的。达芬奇手术机器人的研发公司和Larry Howell 的实验室有合作,未来可能就会用上这个折纸机械手术臂。和它的灵感来源是这款折纸:

还有这些可展机构(developable mechanism)就是钢铁侠一类的科幻外骨骼的最佳搭档。

可展机构在手术设备里大有用武之地。

因为手术工具可以折叠再展开,手术时病人的伤口就不必被切得很大,这有助于术后愈合。

这个机构可以变成轮子,在遇到障碍物的时候它可以展开变成攀岩的钩子。

还有这种可展无人机也很有意思,比传统的无人机轻巧不少。

Larry Howell 的实验室最近研发的这款可折叠防弹盾牌还在网上成了网红。

这款防弹盾牌灵感来源于吉村折纸。

现有的防弹盾牌重达40千克,携带非常不方便,而且只能保护一个人。但是这个重量只有22千克的防弹设备却能保护2-3个人。

它不仅很轻,还可以折叠。

它含有12层,包括凯芙拉(kevlar,芳族聚酰胺纤维,常用来制造防弹衣)和铝。看一下防弹效果:

还有下面这些好玩的柔性机构和可展机构,都在工程学领域大有用武之地:

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