Name: fabrication of soft pneumatic network actuators with oblique chambers
Uploaded: 2018-08-17T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of Soft Pneumatic Network Actuators with Oblique Chambers at JoVE.com

Эта работа была поддержана национальной фонд естественных наук Китая Грант 51622506 и науки и технологии Комиссии муниципалитета Шанхая под Грант 16JC1401000.

Примечание: Протокол предусматривает процедуры изготовления мягкой пневмосети привода. Перед началом процедуры изготовления, набор форм и несколько приводов трубки разъемы, которые разработаны с автоматизированного проектирования (САПР) должны быть напечатаны 3 объемным заранее. Фо?...

<ol>
	<li>Rus, D., Tolley, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design,+fabrication+and+control+of+soft+robots.">Design, fabrication and control of soft robots.</a> Nature. 521 (7553), 467-475 (2015).</li><li>Ilievski, F., Mazzeo, A. D., Shepherd, R. F., Chen, X., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+robotics+for+chemists.">Soft robotics for chemists.</a> Angewandte Chemie International Edition. 50 (8), 1890-1895 (2011).</li><li>Shepherd, R. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multigait+soft+robot.">Multigait soft robot.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (51), 20400-20403 (2011).</li><li>Yap, H. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+fully+fabric-based+bidirectional+soft+robotic+glove+for+assistance+and+rehabilitation+of+hand+impaired+patients.">A fully fabric-based bidirectional soft robotic glove for assistance and rehabilitation of hand impaired patients.</a> IEEE Robotics and Automation Letters. 2 (3), 1383-1390 (2017).</li><li>Yang, Y., Chen, Y., Li, Y., Chen, M. Z. Q., Wei, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioinspired+Robotic+Fingers+Based+on+Pneumatic+Actuator+and+3D+Printing+of+Smart+Material.">Bioinspired Robotic Fingers Based on Pneumatic Actuator and 3D Printing of Smart Material.</a> Soft Robotics. 4 (2), 147-162 (2017).</li><li>Gu, G. Y., Zhu, J., Zhu, L. M., Zhu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+survey+on+dielectric+elastomer+actuators+for+soft+robots.">A survey on dielectric elastomer actuators for soft robots.</a> Bioinspiration &amp; Biomimetics. 12 (1), 011003 (2017).</li><li>Holland, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+soft+robotics+toolkit:+Strategies+for+overcoming+obstacles+to+the+wide+dissemination+of+soft-robotic+hardware.">The soft robotics toolkit: Strategies for overcoming obstacles to the wide dissemination of soft-robotic hardware.</a> IEEE Robotics &amp; Automation Magazine. 24 (1), 57-64 (2017).</li><li>Galloway, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+Robotic+Grippers+for+Biological+Sampling+on+Deep+Reefs.">Soft Robotic Grippers for Biological Sampling on Deep Reefs.</a> Soft Robotics. 3 (1), 23-33 (2016).</li><li>Polygerinos, P., Wang, Z., Galloway, K. C., Wood, R. J., Walsh, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+robotic+glove+for+combined+assistance+and+at-home+rehabilitation.">Soft robotic glove for combined assistance and at-home rehabilitation.</a> Robotics and Autonomous Systems. 73, 135-143 (2015).</li><li>Tolley, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Resilient,+Untethered+Soft+Robot.">A Resilient, Untethered Soft Robot.</a> Soft Robotics. 1 (3), 213-223 (2014).</li><li>Ainla, A., Verma, M. S., Yang, D., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft,+Rotating+Pneumatic+Actuator.">Soft, Rotating Pneumatic Actuator.</a> Soft Robotics. 4 (3), 297-304 (2017).</li><li>Koizumi, Y., Shibata, M., Hirai, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rolling+tensegrity+driven+by+pneumatic+soft+actuators.">Rolling tensegrity driven by pneumatic soft actuators.</a> 2012 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA). , (2012).</li><li>Connolly, F., Polygerinos, P., Walsh, C. J., Bertoldi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+Programming+of+Soft+Actuators+by+Varying+Fiber+Angle.">Mechanical Programming of Soft Actuators by Varying Fiber Angle.</a> Soft Robotics. 2 (1), 26-32 (2015).</li><li>Connolly, F., Walsh, C. J., Bertoldi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automatic+design+of+fiber-reinforced+soft+actuators+for+trajectory+matching.">Automatic design of fiber-reinforced soft actuators for trajectory matching.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (1), 51-56 (2017).</li><li>Martinez, R. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robotic+tentacles+with+three-dimensional+mobility+based+on+flexible+elastomers.">Robotic tentacles with three-dimensional mobility based on flexible elastomers.</a> Advanced Materials. 25 (2), 205-212 (2013).</li><li>Polygerinos, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+of+Soft+Fiber-Reinforced+Bending+Actuators.">Modeling of Soft Fiber-Reinforced Bending Actuators.</a> IEEE Transactions on Robotics. 31 (3), 778-789 (2015).</li><li>Mosadegh, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pneumatic+Networks+for+Soft+Robotics+that+Actuate+Rapidly.">Pneumatic Networks for Soft Robotics that Actuate Rapidly.</a> Advanced Functional Materials. 24 (15), 2163-2170 (2014).</li><li>Wang, T., Ge, L., Gu, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Programmable+design+of+soft+pneu-net+actuators+with+oblique+chambers+can+generate+coupled+bending+and+twisting+motions.">Programmable design of soft pneu-net actuators with oblique chambers can generate coupled bending and twisting motions.</a> Sensors and Actuators A: Physical. 271, 131-138 (2018).</li><li>Marchese, A. D., Katzschmann, R. K., Rus, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Recipe+for+Soft+Fluidic+Elastomer+Robots.">A Recipe for Soft Fluidic Elastomer Robots.</a> Soft Robotics. 2 (1), 7-25 (2015).</li></ol>

В статье представлен метод протокола для изготовления мягких пневмосети приводы с наклонной камеры. После протокола один привод может быть изготовлена самостоятельно в течение 3 ч. Ключевые шаги в протоколе могут быть резюмированы следующим образом. (i силиконового эластомера подгото?...

Мягкие пневматические приводы (курорты) являются мягкие устройства, которые могут приводиться в действие простой ввод воздуха давление1,2. Они могут быть изготовлены с различными материалами, например силиконовые эластомеры3, ткани4, памяти формы полимеров5и6диэлектрических эластомеров. Исследователи извлекли пользу из их характер соблюдения, ловкие движения и простое изготовление методы7, таким образом, что курорты стали одним из наиболее перспективных устройств для мягких робототехника приложения8,9. Курорты могут реализовать различные сложных ходатайств, например ползучего10,11вращение и подвижного12 на основе различных типов деформации, включая расширение, расширения, изгиб и кручение13, 14. чтобы иметь возможность сделать различные виды движений, курорты разработаны в различных структурах, таких как линейная тела с параллельных каналов15, монолитные камеры с волоконно подкрепления16, и повторил сетей суб камеры17. Среди них курорты с сетями неоднократные суб палат, мягкие пневматические сетевые приводы, широко используются потому, что они могут генерировать большие деформации под относительно низкого входного давления. Однако в большинстве предыдущих конструкций, этот тип привода может создавать только изгиб движений в пространстве 2-D, который значительно ограничивает их применение.
Мягкие пневматические сети привода состоит из линейно расположенных группы палат, соединены внутренним каналом. Каждый кубический палаты содержит пару противоположных стен, которые тоньше, чем другие пары и производит двухсторонняя инфляции в направлении, перпендикулярном тонкие стены. Первоначально тонкие стены палат перпендикулярно длинной оси привода тела и надуть наряду с длинной оси. Эти коллинеарных инфляции в камерах и нерасширяемым база привести к неотъемлемой чистый изгиб привода. Изыскивать электропривода движения в трехмерном пространстве, ориентацию камеры настраивается так что растворитель боковые стенки больше не перпендикулярно длинной оси привода (рис. 1A), которая позволяет инфляции направлении каждой камеры смещение от оси и не стать коллинеарных. Все параллельные, но не коллинеарны инфляционные изменить движение привода в сочетании изгиб и кручение движения в трехмерном пространстве18. Этот спаренных движения позволяет приводы, больше гибкости и ловкости и делает приводы подходящим кандидатом для более практических приложений, таких как гибкая манипуляторов, биологически вдохновили роботов и медицинские приборы.
Этот протокол показывает метод изготовления такого рода мягкие пневматические сети приводов с наклонной камеры. Она включает в себя подготовку силиконового эластомера, изготовления камеры и базовой части, монтаж привода, соединительные трубы, проверку на предмет утечек и, при необходимости, ремонт привода. Он также может использоваться для изготовления обычных мягкие пневматические сетевых приводов и других мягких приводов, которые могут быть произведены с некоторые простые изменения в метод литья. Мы предоставляем подробные шаги для изготовления мягких пневмопривод с наклонной камеры 30°. Для различных приложений приводы с углами различные камеры могут быть изготовлены согласно такой же протокол. Кроме того приводы могут быть объединены для формирования нескольких привода системы для различных требований.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:796px;" width="794">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:207px;">Silicone elastomer</td>
			<td style="width:168px;">Wacker</td>
			<td style="width:135px;">ELASTOSIL M4601 A/B</td>
			<td style="width:287px;">Material of the actuators</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:207px;">Syringe&#160;</td>
			<td style="width:168px;">Shanghai Kindly Medical Instruments&#160;</td>
			<td style="width:135px;">10 ml</td>
			<td style="width:287px;">Used to inject silicone rubber into the hole of the mold for fabricating the connection end</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Precision scale</td>
			<td style="width:168px;">Shanghai Hochoice</td>
			<td style="width:135px;">UTP-313</td>
			<td style="width:287px;">Used to weigh the silicone rubber</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:207px;">Planetary centrifugal vacuum mixer</td>
			<td style="width:168px;">THINKY</td>
			<td style="width:135px;">ARE-310</td>
			<td style="width:287px;">Used to mix the silicone rubber and defoam after mixing process</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Release agent</td>
			<td style="width:168px;">Smooth-on</td>
			<td style="width:135px;">Release 200</td>
			<td style="width:287px;">Used for ease of demolding&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:207px;">Needle</td>
			<td style="width:168px;">Shanghai Kindly Medical Instruments&#160;</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td style="width:287px;">Used for Piercing the bubbles form on the surface</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:207px;">Utility blade</td>
			<td style="width:168px;">M&#38;G Chenguang Stationery</td>
			<td style="width:135px;">ASS91325</td>
			<td style="width:287px;">Used for Scraping off excess silicone rubber along the upper surface of the mold&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:207px;">Vacuum oven</td>
			<td style="width:168px;">Ningbo SI Instrument</td>
			<td style="width:135px;">DZF-6050</td>
			<td style="width:287px;">Used to reduce the cure time of the silicone rubber</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:207px;">Male stud push in fit pneumatic fitting</td>
			<td style="width:168px;">Zhe Jiang BLCH Pneumatic Science &#38; Technology</td>
			<td style="width:135px;">PC4-01</td>
			<td style="width:287px;">Used to connect the tubing and the 3D-printed actuator tubing connector</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Tubing</td>
			<td style="width:168px;">SMC</td>
			<td style="width:135px;">TU0425</td>
			<td style="width:287px;">Used for actuating the actuators</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:207px;">Vacuum pump</td>
			<td style="width:168px;">Zhe Jiang BLCH Pneumatic Science &#38; Technology</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td style="width:287px;">Used as the air source</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:207px;">Pressure valve</td>
			<td style="width:168px;">Zhe Jiang BLCH Pneumatic Science &#38; Technology</td>
			<td style="width:135px;">IR1000-01BG</td>
			<td style="width:287px;">Used for adjusting the input air pressure</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of soft pneumatic network actuators with oblique chambers

Мягкие пневматические сетевые приводы стали одним из наиболее перспективных срабатывания устройств в мягкой робототехника какие выгоды от их большие деформации изгиба и низкой ввода. Однако их однообразной изгиб формы движения в двумерном пространстве (2-D) держит их от широкого применения. Этот документ представляет подробный изготовления мягких пневмосети электроприводов с наклонной камеры, исследовать их движения в трехмерном пространстве (3-D). Дизайн наклонной камеры позволяет приводы с перестраиваемой сочетании изгиб и кручение возможности, что дает им возможность двигаться ловко в гибких манипуляторов, чтобы стать биологически вдохновили роботов и медицинских приборов. Процесс изготовления на основе метода литья под давлением, включая силиконовые эластомера подготовки, камеры и базы частей изготовление, привод Ассамблеи, соединения труб, проверки на утечки и ремонт привода. Метод изготовления гарантирует быстрое производство серии приводы с лишь несколько изменений в формы. Результаты тестирования показывают высокое качество электроприводы и их выдающихся изгиб и кручение возможностей. Эксперименты захват демонстрации преимуществ развития в адаптации к объектам с различными диаметрами и обеспечение достаточного трения.

Один привод: Чтобы проверить метод изготовления и продемонстрировать функции привода, 30°, 45° и 60° приводы были изготовлены и испытаны. Для настройки эксперимента воздушный насос работал для активации клапана. Клапан был подключен к приводу контролировать в...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of Soft Pneumatic Network Actuators with Oblique Chambers at JoVE.com

Fabrication of Soft Pneumatic Network Actuators with Oblique Chambers

Здесь мы представляем метод изготовления мягких пневмосети электроприводов с наклонной камеры. Приводы способны создавать спаренных изгиб и кручение движений, который расширяет их применение в мягкой робототехники.

Изготовление мягких пневмосети приводы с наклонной камеры

Soft pneumatic network actuators have become one of the most promising actuation devices in soft robotics which benefits from their large bending ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabrication of Low Temperature Carbon Nanotube Vertical Interconnects Compatible with Semiconductor Technology

Изготовление низкой температуре углеродных нанотрубок Вертикальные соединителям Совместимость с полупроводниковой технологии

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive ...

Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators

Изготовление Процесс силиконовой основе диэлектрических эластомеров приводов

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an ...

Indirect Fabrication of Lattice Metals with Thin Sections Using Centrifugal Casting

Непрямой изготовлении решетчатых металлов с шлифах с помощью центробежного литья

One of the typical methods to manufacture 3D lattice metals is the direct-metal additive manufacturing (AM) process such as Selective Laser Melting (SLM) ...

A Fabrication Method for Highly Stretchable Conductors with Silver Nanowires

Метод изготовления высокорентабельных Эластичный проводников с серебром Нанопроволоки

Stretchable electronics are identified as a key technology for electronic applications in the next generation. One of the challenges in fabrication of ...

Free-form Light Actuators &#8212; Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Free-form Light Actuators ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â‚¬Â Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Свободной формы Легкие Приводы - изготовление и контроль Срабатывание в микроскопическом масштабе

Liquid crystalline elastomers (LCEs) are smart materials capable of reversible shape-change in response to external stimuli, and have attracted ...

Fabrication of White Light-emitting Electrochemical Cells with Stable Emission from Exciplexes

Изготовление Белый светоизлучающих электрохимических ячеек с устойчивое излучение от эксиплексов

The authors present an approach for fabricating stable white light emission from polymer light-emitting electrochemical cells (PLECs) having an active ...

Experimental Implementation of a New Composite Fabrication Method: Exposing Bare Fibers on the Composite Surface by the Soft Layer Method

Экспериментальное осуществление нового метода составных изготовление: обнажая голые волокна на поверхности композитного методом мягкого слоя

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional ...

Fabrication of Ultra-thin Color Films with Highly Absorbing Media Using Oblique Angle Deposition

Изготовление ультра-тонкий цветной фильмов с сильно поглощающих средств массовой информации с использованием угла наклона осаждения

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present ...

A Soft Tooling Process Chain for Injection Molding of a 3D Component with Micro Pillars

Цепь процесса мягкая оснастка для литья 3D компонента с микро столбы

The purpose of this paper is to present the method of a soft tooling process chain employing Additive Manufacturing (AM) for fabrication of injection ...

Fabrication of Microscope Stage for Vertical Observation with Temperature Control Function

Изготовление стадии микроскопа для вертикального наблюдения с функцией контроля температуры

Samples are usually placed onto a horizontal microscope stage for microscopic observation. However, to observe the influence of gravity on a sample or ...