3D打印腿部可多角度彎曲的特殊機(jī)器人

3D打印技術(shù)在制造復(fù)雜的特殊機(jī)器人方面發(fā)揮了重要作用，例如，哈佛大學(xué)的科學(xué)家開發(fā)的柔軟而靈活的軟機(jī)器人Octobot，機(jī)器人柔軟的身體中的每一個功能部件都是由3D打印技術(shù)制造的，Octobot機(jī)器人展示了研發(fā)團(tuán)隊的綜合設(shè)計能力以及功能嵌入式的3D打印技術(shù)。

美國加州大學(xué)圣地亞哥分校也利用3D打印技術(shù)制造了一個功能特殊的機(jī)器人，機(jī)器人的“腿”是在經(jīng)過特殊設(shè)計后由3D打印制造的，具有可多角度彎折的柔軟性和靈活性。

腿部可向多個角度彎曲
加州大學(xué)圣地亞哥分校研發(fā)的這個機(jī)器人可以像真正的動物一樣，靈活的爬進(jìn)狹窄的通道。它的四條腿能夠呈現(xiàn)“X”形狀，可以在步行、爬坡和爬行動作之間交替。研發(fā)機(jī)器人的科研人員表示，機(jī)器人可以向前和向后移動，并且可以側(cè)向旋轉(zhuǎn)和移動，而不需要使用任何傳感器來“觀看”外部環(huán)境。機(jī)器人的移動速度大約每秒20毫米。

當(dāng)機(jī)器人爬過一堆鵝卵石時，它的“腿”可以平穩(wěn)的行動，并進(jìn)行采樣。科研人員表示，該機(jī)器人能夠可靠地穿過不同物體表面，并能夠?qū)崿F(xiàn)一些難度比較高的動作，比如說使身體靈活繞過那些未知環(huán)境中的障礙物，而這種獨特的能力得益于精巧設(shè)計和3D打印的腿。

通常，動物的腿關(guān)節(jié)只能向一個方向彎曲，機(jī)器人的腿也往往是只能向一個方向彎曲，這種方式在設(shè)計和制造時相對容易實現(xiàn)。但是當(dāng)人們希望機(jī)器人的腿部變得更加靈活，能夠向任何方向彎曲時，就會給設(shè)計和制造帶來難度。而如何將這個目標(biāo)實現(xiàn)出來，是加州大學(xué)圣地亞哥分校研究團(tuán)隊需要解決的問題。

研究人員首先以數(shù)字化的方式對機(jī)器人腿部進(jìn)行建模，并對機(jī)器人在不同表面中所做的行為進(jìn)行分析和預(yù)測，如柔軟表面、沙質(zhì)的表面、巖石表面以及鵝卵石表面。

最終，研究人員為機(jī)器人設(shè)計了一個由三個螺旋管連接而成的腿，在制造時使用了3D打印設(shè)備，以及柔性和剛性兩種不同材料。3D打印的機(jī)器人腿部是空心的，可以進(jìn)行充氣，其活塞的膨脹量和排列量將決定機(jī)器人的步態(tài)。

來源：3D科學(xué)谷