机器人技术中的压电和压阻现象

下面，我们将研究压电和压阻效应。这些都不是新事物，但是工程师们正在机器人领域以创造性的方式或通过有一天可能会改进机器人的方法来应用它们。

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机器人技术中的压电和压阻效应:

当今的机器人技术具有一系列具有前瞻性的技术，可以实现其他方面无法实现的进步。

下面，我们将研究压电和压阻效应。这些都不是新事物，但是工程师们正在机器人领域以创造性的方式或通过有一天可能会改进机器人的方法来应用它们。

为了清楚起见，压电效应会响应压力而产生电荷，而压阻效应会随着压力的施加而改变材料的电阻。

触觉应用中的压阻材料：

压阻效应是使用触觉传感器进行研究的中心。这些研究人员对将其嵌入胶片中以提高诸如智能手机屏幕之类的物体的灵敏度充满希望。但是，由于机器人设备经常需要抓紧物体，因此此类传感器也可以在该行业中工作。

例如，配备有触觉传感器的柔性膜可以应用于机械手的特定部分。几年前进行的另一项研究发现，压阻传感器*适合压敏机器人应用。但是，*新的研究可能会证明科学家在相对较短的时间内取得了多大的进步。

科学家发现一种新型压电陶瓷材料：

对于机器人领域内外的大多数现代应用，用户更喜欢晶体形式的压电。与其他材料相比，它们具有*高的电应变值。电应变值是材料响应电场变化的量度。

但是，基于晶体的压电材料价格昂贵并且难以制造，这使得它们无法广泛使用。印度科学研究所的科学家说，他们发现一种陶瓷的价格比压电晶体便宜一百倍，但其电应变值却接近晶体压电物质所创造的记录。

此外，科学家说他们的陶瓷就像可拉伸的橡胶。弹性质量意味着每次施加电压时，电应变值几乎保持恒定。相反，大多数陶瓷压电器件会随着时间的流逝而失去电应变值，因为它们在施加电压之间不会恢复到原始状态。

尽管该团队没有将他们的发现具体用于机器人技术，但是这种新材料可以为制造商在更广泛的应用中使用成本有效的方法使用压电材料铺平道路。

迪士尼软件允许创建带有压阻零件的3D打印玩具：

在现象发现及其在现实生活中的应用之间，通常要经过一段时间。1880年发现的压电效应和压阻效应就是这种情况。例如，后者于1856年被爱尔兰物理学家开尔文勋爵（Lord Kelvin ）认可，但直到大约一个世纪后才得到正式认可。

现在，在许多应用中都依赖该现象。开尔文勋爵（Lord Kelvin）不可能有一天发呆，他注意到这种效果将融入人们可以用3D打印机制作的玩具中。但是，迪斯尼提供的一款软件可以使用3D打印制作玩具，然后将压阻线应用于玩具上，从而可以判断玩具何时弯曲以及弯曲的程度。

这些对象称为3D打印的柔性输入设备。对他们的*初测试涉及一个动作人物和一种乐器。但是，关于机器人技术，研究小组认为他们的发现可能带来使机器人进行更有意义和更实际交互的机器人。

 

光敏压力传感器可以改善机器人皮肤:

可以为将来的应用提供更好的机器人外观的另一项进展涉及压力传感技术，该技术可以吸收穿过硅树脂内部微小的嵌入式隧道的光。从事该项目的团队表示，他们的成就可能会以表格形式包裹在机器人组件周围。

而且，由于这种材料是无毒的，因此它还提供了直接用于人体的潜在应用，例如血压计。

压电致动器应用于微型飞行机器人:

设计小型飞行机器人时，弄清电源要求特别棘手。它们通常需要系绳，因为板载电池对于该尺寸而言太笨重。然而，一项新的发展是采用激光驱动的机器人，该机器人能够进行无限制的飞行，尽管飞行时间短。

机翼有两个压电致动器，需要约250伏才能获得*大功率密度。但是，作为设计一部分的太阳能电池只能产生7伏电压。作为补偿，研究人员制造了一个定制设计的升压控制器，该升压控制器与一个微控制器结合使用，可操纵机翼。

令人印象深刻的是，这两个东西都足够小，可以装入机器人中，而又不会太沉重而无法飞行。

适用于各种机器人用途:

这些示例证明了应用于机器人的压电和压阻效应的可能性几乎是无限的。

他们还强调了机器人的内部工作通常是如何异常复杂，需要大量零件一起工作并为功能做出贡献。

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