这个微型机器人可以行走数小时,燃料是甲醇,不需要电池!

在设计小型机器人时,挑战始终是如何在可持续的情况下为它们提供动力。大多数设计师会尝试寻找电力的替代品,因为这意味着要移除占用空间并增加重量的电池——这两件事对小型机器人都不利。然而,RoBeetle终于在这里为甲虫迈出了一小步,却为小型机器人迈出了一大步!这个微型机器人实际上是由甲醇驱动的——不需要电池!

RoBeetle的身体实际上是一个燃料箱,它装满了甲醇,重量只有88毫克!这个微型机器人有四条腿,后腿是固定的,前腿连接在传动装置上。传动装置连接到一个叶片弹簧上,弹簧的张力可以将腿向后拉——这样设计的原因是,当RoBeetle不运动时,它可以帮助它直立起来。内部使用的驱动器是一种镍钛形状记忆(SMA)合金,它基本上是一种镀铂的电线,加热时变长,冷却时收缩。该机器人的结构设计是通过使用纯机械系统来调节甲醇流量。RoBeetle的小角实际上是帮助它搬运小东西的钩子。

“这个机器人的聪明之处在于,滑动通风口连接到变速器上,因为这意味着电线本身的运动可以通过一个纯机械系统来调节燃料的流动。从本质上讲,它同时是一个执行器和传感器,”该团队说。给你一个有趣的事实:RoBeetle的速度可以通过微风来提高,因为在SMA导线上移动的空气会更快地冷却它,同时还会吹走通风口周围残留的甲醇,从而更彻底地停止反应。这个小机器人可以携带比自身重量还重的燃料(也就是超过1克),基本上需要155分钟才能完全挥发满箱的甲醇。虽然这是开发小型机器人和机器人燃料的一大步,但未来的创造者和开发者在试图找到解决方案时,仍然应该考虑到RoBeetle的一些缺点。首先,它只能向前移动,不能向后移动,而且不能转向。速度无法调节或控制,它会一直走,直到抛锚或耗尽燃料。

驱动循环是什么使机器人行走,它开始与一个满的油箱和冷SMA电线。这种金属丝的铂涂层促进了甲醇燃料和空气中的氧气之间的反应,然后产生几个水分子和二氧化碳以及热量。金属丝的涂层是至关重要的,因为它为铂和尽可能多的甲醇相互作用创造了更大的表面积。一旦反应开始,SMA线的温度从50摄氏度上升到100摄氏度只需要一两秒钟。这个周期的每一个标点都使机器人向前移动1.2毫米,最高速度为每秒0.76毫米。这只是创造更小、更高效的机器人的开始!谁能在人行横道上ps四个机器人甲虫让我开心一下?

设计师:来自南加州大学的Nestor Perez-Arancibia, Yang Xiufeng,和Longlong Chang

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