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　　开拓一种简陋、不受工夫局限且能支撑众资料打印的一体化软体呆板人创筑举措平素以还是一个离间。华南理工大学吴贤铭智能工程学院钟勇课题组合伙邦外里团队，提出了一种新型硅橡胶软体呆板人的创筑计谋，可完毕高度集成，可将坐褥周期从数天缩短到数小时，比拟古板的众步调举措具有明显上风。

　　软体呆板人具有增光的板滞适合性，正在众种非布局化境况中展示出出色的安然性和浩大的潜力。室温硫化硅橡胶（RTV硅橡胶）因高弹性、热坚固性、生物相容性及易加工性，已普通使用于软体呆板人和柔性传感器。然而，模具锻制行动目前闭键的创筑举措，看待具有繁复内部几何布局的组件（如气动奉行器），须要分众个个别锻制并实行后续拼装，这一经过既耗时又本钱慷慨。

　　3D打印工夫的发扬极大地简化了软体呆板人的创筑流程。目前，直接墨水书写（DIW）是打印RTV硅橡胶最常用的举措，通过逐层挤出粘弹性墨水来成型。然则，低粘度和长固化工夫使得硅橡胶正在重力效力下易于变形和塌陷，以是须要对打印资料的流变性实行切确调解。打印具有大倾斜角（大于45°）和漫空间跨度的繁复空间布局仍旧较为贫穷。行动对DIW的一种更始，嵌入式3D打印（EMB3D）工夫通过正在凝胶状支持基质中挤出打印资料，完毕软资料的三维自正在成型。正在行使EMB3D工夫打印硅橡胶时，一般需正在资料中增加缓固剂或行使双组分硅橡胶，以便正在挤出进取行羼杂，从而耽误打印工夫。开拓一种简陋、不受工夫局限且能支撑众资料打印的一体化软体呆板人创筑举措依旧是一个离间。

　　本考虑基于EMB3D打印工夫，提出了一种新型硅橡胶软体呆板人的创筑计谋。相较于古板的预固化硅橡胶油墨，该计谋革新性地分别了铂催化剂与基胶（乙烯基硅氧烷）和交联剂（含氢硅氧烷）。行使稀释铂催化剂行动打印油墨，无催化剂的硅油（由基胶和交联剂构成）行动支持基质（图1）。此举措承诺无工夫局限地实行打印，有助于创筑大型效用部件。通过将催化剂油墨替代为导电油墨，可能付与软体呆板人部件传感效用。本考虑行使掺杂众壁碳纳米管（MWCNTs）的硅油行动导电油墨，获胜创筑了应变传感器（图2）。

　　为了完毕优良的打印质料，考虑团队对支持基质的流变性和打印工艺参数实行了考虑。正在硅油中列入分歧含量的气相二氧化硅来调动减变性。通过流变学测试和打印模子尺寸差错领悟，得出气相二氧化硅的最佳含量为4 wt%（图3）。对资料挤出率、打印速率、层高、线宽等打印工艺参数实行优化，正在确保打印旅途无间隙调解的条款下，完毕最优的打印质料。值恰当心的是，这种打印举措的油墨挤出率仅须要4%，最终打印的成型体积与油墨的花消体积之比为25。

　　打印的硅橡胶资料板滞职能可能通过调解支持基质中各资料的比例实行调动。最高可能到达287.5%的断裂伸长率和1.277MPa的弹性模量。考虑验证了正在分歧打印对象上，资料的板滞职能具有优良的一律性（图4）。

　　基于本文提出的众资料EMB3D打印工夫，考虑团队安排并创筑了一种具有传感效用的柔性鱼尾，该鱼尾正在两侧嵌入了两个应变传感器。正在鱼尾摆动经过中，因为资料的伸长和压缩，传感器的电阻值发作了转移。此应器械有效于欠驱动仿活力器鱼的闭环反应管制的潜力（图5）。

　　为了进一步映现所提出的创筑计谋的才能，考虑团队安排并创筑了一种集成应变传感器的气动仿新手kb体育官网。手指的安排基于气动汇集奉行器（pneu-net actuator）。三个应变传感器分散正在拇指、食指和中指上。总打印工夫约为25.6小时，总共仿新手重量为235克，仅行使了8.4毫升催化剂墨水。将创筑的仿新手集成正在板滞臂上，或许完毕安然的人机交互及对分歧尺寸样式物体的抓取。抓握经过中手指传感器电阻的转移进一步映现了仿新手的本体感知才能（图6）。

　　无论是实心填充布局（鱼尾）仍是具有内部腔室的繁复布局（气动仿新手），都可能与效用性墨水无缝集成，并通过本文提出的众资料EMB3D打印计谋直接创筑，完毕高度集成。通过明显简化软体呆板人安排和创筑经过，这种集成创筑计谋可能将坐褥周期从数天缩短到数小时，比拟古板的众步调举措具有明显上风。

　　该效果揭橥正在期刊《Additive Manufacturing》上，华南理工大学吴贤铭智能工程学院为第一单元，考虑生李怡欣等为第一作家。

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