Інженери змусили робопалець попітніти

Американські та італійські інженери створили робопалець, здатний охолоджувати себе при перегріванні за допомогою штучного потовиділення. При температурі менше 30 градусів Цельсія він здатний згинатися завдяки збільшенню тиску рідини всередині, а при підвищенні температури на його поверхні відкриваються пори, через які рідина виходить назовні і охолоджує поверхню робота. Стаття опублікована в.


Всі машини, в тому числі і роботи, при своїй роботі виділяють тепло, в основному від електромоторів або інших актуаторів, що відповідають за рухи. Зазвичай при нормальному режимі роботи це не є перешкодою для роботи, але при підвищеному навантаженні робот може перегріватися і зупинятися для охолодження. Для вирішення цієї проблеми можна використовувати повітряне охолодження, однак воно часто малоефективне через низьку тепломісткість повітря. В якості альтернативи деякі інженери пропонують запозичувати у живих організмів механізм потовиділення, щоб відводити тепло за допомогою води або іншої щільної рідини.


Подібні розробки вже існують, але вони засновані на постійному виділенні води, а не автоматично адаптуються до умов середовища, як це відбувається у людей і тварин. Інженери під керівництвом Роберта Шеперда (Robert Shepherd) з Корнеллського університету створили м'який робопалець, який регулює потовиділення механічно, без будь-якої керуючої електроніки і датчиків. Палець заснований на досить часто застосовуваній в м'якій робототехніці конструкції, що складається з єдиної порожнини трубки з виступами. При подачі в палець рідини або газу виступи розширюються і змушують всю конструкцію згинатися.

Палець складається з двох гідрогелів з різними властивостями: більша частина при нагріванні вище 40 градусів Цельсія скорочується, а задня поверхня навпаки розширюється при нагріванні вище 30 градусів. У задній поверхні інженери зробили отвори для виходу рідини при нагріванні. Вони випробували два види пір з діаметром 0,2 і 2 міліметри. З'ясувалося, що при однаковій товщині матеріалу і зміні температури, розмір невеликих пір змінюється значно сильніше, ніж більших: збільшується на 60 відсотків при нагріванні до 80 градусів Цельсія.

Таким чином, при кімнатній температурі пори в робопальці практично закриті, але при сильному нагріванні на кілька десятків градусів Цельсія вони відкриваються і випускають частину води назовні, тим самим охолоджують поверхню і знову скорочуються в діаметрі.

Інженери перевірили працездатність конструкції за допомогою роборуки з п'ятьма пальцями двох видів (з отворами і без них), а також у двох умовах (з обдувом і без нього). Роборука стискалася і розтискалася під дією води з температурою 70 градусів Цельсія. У випадку з роборукою без пір за 36 секунд після припинення роботи вона охолодилася на приблизно шість градусів Цельсія. Роборука з порами за такий же час охолодилася на 14,2 градуса без обдуву і на 39,1 градуса з обдувом - в шість з половиною разів швидше.

Нещодавно китайські інженери запропонували створювати електроніку, яка потіє і охолоджується за рахунок цього. Вони створили з метал-органічного каркасу пористе покриття, яке накопичує вологу з повітря, а при нагріванні випаровує її і тим самим відводить від себе тепло.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND