3D打印機(jī)器人領(lǐng)域有哪些成果？

3D打印機(jī)器人領(lǐng)域有哪些成果？我們看過(guò)了許多外國(guó)在3D打印機(jī)器人領(lǐng)域的經(jīng)典案例，當(dāng)談到未來(lái)的機(jī)械昆蟲(chóng)和飛行器，我們很容易聯(lián)想到國(guó)外的成就，如德國(guó)費(fèi)斯托的機(jī)械螞蟻，會(huì)跳躍的袋鼠等等。但其實(shí)，我國(guó)國(guó)內(nèi)在這一方面還是取得了不錯(cuò)的成就的，上海交通大學(xué)就一直致力于3D打印機(jī)器人的研究。

六足機(jī)器人構(gòu)型可分為兩類，一類類似于昆蟲(chóng)結(jié)構(gòu)，六個(gè)足機(jī)構(gòu)分兩組平行分布在機(jī)身兩側(cè)；另一類類似于海星結(jié)構(gòu)的輻射型六足機(jī)器人，六個(gè)足機(jī)構(gòu)均勻等距的分布在正六邊形機(jī)身的六個(gè)頂角處。兩類構(gòu)型的機(jī)器人相比較，輻射型六足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制更靈活，機(jī)動(dòng)性能好。采用傳統(tǒng)機(jī)械加工方法制作的機(jī)器人本體，由于加工技術(shù)和工具的局限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)六足機(jī)器人的微型化，并且還具有加工成本高、本體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、裝配精度差等缺點(diǎn)。上海交通大學(xué)采用3D打印技術(shù)制造的微型仿生六足機(jī)器人，整個(gè)機(jī)器人體積小、質(zhì)量輕、控制精度高、適應(yīng)能力強(qiáng)、外觀漂亮。3D打印微型仿生六足機(jī)器人的機(jī)身承載構(gòu)件、髖骨構(gòu)件、大腿構(gòu)件、小腿構(gòu)件以及雙連桿機(jī)構(gòu)2組成機(jī)器人本體，都是通過(guò)3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜構(gòu)型的加工制作。為減輕機(jī)器人本體質(zhì)量，各構(gòu)件中心設(shè)有鏤空通孔。

其中，采用3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩層中心鏤空的正六邊形腹板與六個(gè)支撐柱的一次成型；兩層所述腹板的外邊緣均設(shè)有安裝孔，用于配合安裝3D打印技術(shù)制作的外殼。采用3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可自定義制作各種形狀、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的機(jī)器人本體，在保證本體機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，提高了機(jī)器人本體外觀的可觀賞性，采用對(duì)復(fù)雜路況適應(yīng)性能優(yōu)越的三自由度的足機(jī)構(gòu)，并采用四連桿結(jié)構(gòu)優(yōu)化足機(jī)構(gòu)拓?fù)錁?gòu)型，將質(zhì)量相對(duì)集中的膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝位置設(shè)在大腿構(gòu)件盡可能靠近機(jī)身承載構(gòu)件的位置，同時(shí)依靠機(jī)身姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)傳感器充分提高了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制精度。具有可控被動(dòng)扭轉(zhuǎn)的高頻撲翼仿生昆蟲(chóng)飛行器撲翼飛行器具有許多特有的優(yōu)點(diǎn)，如起飛所需空間小、飛行性能極佳、具有優(yōu)異的懸停能力、飛行結(jié)構(gòu)緊湊(集垂直飛行、水平飛行、姿態(tài)變換為一體)，且能耗較低。撲翼的飛行方式相比傳統(tǒng)的旋翼、固定翼來(lái)說(shuō)，不僅能勝任飛行工作，還進(jìn)一步提高飛行性能。這使得撲翼飛行器吸引了越來(lái)越多的研究人員對(duì)其進(jìn)行拓展。上海交大發(fā)明的具有可控被動(dòng)扭轉(zhuǎn)的高頻撲翼仿生昆蟲(chóng)飛行器，能夠通過(guò)減速齒輪組、曲柄搖桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、被動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)制以及滾珠軸承組，將極為有限的空心杯馬達(dá)動(dòng)力高效率地轉(zhuǎn)化為撲翼拍打的升力。上海交大的高頻撲翼仿生昆蟲(chóng)飛行器上的角度限位器、減速齒輪組的被動(dòng)齒輪以及曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的搖桿和中間連桿，均采用3D打印制作，一方面為了降低成本，另一方面3D打印的材料密度小，可以降低飛行器的整體重量。除了這些關(guān)鍵零件，機(jī)身框架也是采用3D打印制作的，以保證能承載其他結(jié)構(gòu)的前提下盡可能減小體積，同時(shí)在機(jī)身框架上預(yù)留有包括減速齒輪組被動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)軸和曲柄搖桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的搖桿轉(zhuǎn)軸的軸承的安裝空間?；谛螒B(tài)記憶合金驅(qū)動(dòng)的軟體機(jī)器人軟體機(jī)器人目前主要有三種驅(qū)動(dòng)方式：高壓氣體驅(qū)動(dòng)、可變形合金驅(qū)動(dòng)以及仿生軟體材料驅(qū)動(dòng)。由于材料的特殊性，軟體機(jī)器人具有接近無(wú)限自由度、極強(qiáng)的伸縮性以及較小的密度等優(yōu)點(diǎn)，這使得軟體機(jī)器人能在許多剛體機(jī)器人無(wú)法作業(yè)的復(fù)雜環(huán)境完成任務(wù)。

之前，哈佛科學(xué)家3D打印出世界上第一個(gè)完全自主、軟機(jī)器人Octobot。哈佛的解決方案是氣動(dòng)原理–由高壓氣體驅(qū)動(dòng)那些關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)部件。少量的液體燃料（過(guò)氧化氫）是通過(guò)化學(xué)過(guò)程轉(zhuǎn)化為氣體，從而為機(jī)器人創(chuàng)造了足夠的運(yùn)動(dòng)能力，并完全擺脫了僵化的部分。利用形態(tài)記憶合。3D打印機(jī)器人領(lǐng)域有哪些成果？