最近，迪士尼研究中心開發(fā)出一種計(jì)算設(shè)計(jì)工具，該工具能設(shè)計(jì)出移動(dòng)方式更接近生物的機(jī)器，這些機(jī)器通過彎曲來移動(dòng)。通常，人們傾向于用鉸鏈來將不同的剛性物體連接在一起，從而創(chuàng)造移動(dòng)。相比之下，大自然設(shè)計(jì)移動(dòng)的方式則柔和得多。
“對(duì)生物世界來說，剛性是一個(gè)很陌生的概念。從袋鼠的腿到蝙蝠的翅膀，骨頭、肌腱和軟骨就是有機(jī)生物的螺母和螺栓。有了我們開發(fā)的工具，最終，我們將更容易制造出與自然界中的生物一樣高效和強(qiáng)大的機(jī)器，”研究人員解釋說。
該工具采用業(yè)已存在的柔性機(jī)制，能自動(dòng)將一個(gè)剛性鉸接設(shè)備的傳統(tǒng)剛性接頭替換成以柔性方式來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的零件。唯一的例外是旋轉(zhuǎn)超過360度的鉸鏈接頭，目前研究人員還沒有發(fā)現(xiàn)它們的柔性替代品。
該工具也能修改設(shè)計(jì)，以優(yōu)化設(shè)備的性能，減少可能會(huì)引起斷裂的應(yīng)變，消除組件之間的碰撞以及確保橫向穩(wěn)定性。
柔性要比剛性更難設(shè)計(jì)，因?yàn)樗蟆案钊氲亓诵螤罡淖儠r(shí)材料會(huì)如何表現(xiàn)”。但3D打印讓這些柔性物體的生產(chǎn)變得更容易，因?yàn)樵摷夹g(shù)可以用強(qiáng)大的柔性材料在一個(gè)單件中制造出各種復(fù)雜的幾何形狀。
為了展示該工具，研究人員3D打印了幾個(gè)整合入這種柔性機(jī)制的項(xiàng)目，包括一輛遙控車、一個(gè)被稱為Jansen'sLinkage的多關(guān)節(jié)腿、龍的翅膀、一個(gè)電子眼和一個(gè)仿生手。每個(gè)模型都是用一臺(tái)StratasysConnex3503D打印機(jī)制造的，打印材料為強(qiáng)大而柔韌的Rigur。
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