蜘蛛侠式机械抓取器抵抗重力-秘密在于高速旋转水环
爬壁机器人使用零压力差方法形成吸力。
专门设计的真空吸尘器允许人类爬墙。科学家已经开发出一种吸力单元，无论其质地如何，都可以用在粗糙的表面上，并且可以用于开发具有抓地力的攀爬机器人和机械臂。
传统的真空抽吸方法和先前的真空抽吸装置由于真空泄漏而不能在粗糙表面上保持抽吸，这会导致抽吸失败。
研究人员Xin Li和Shi Kaige开发了一种零压差（ZPD）方法来增强真空抽吸装置的开发。他们的方法通过在表面和吸盘之间使用高速旋转水环来保持真空，从而克服了泄漏限制。他们在本周的AIP出版的《流体物理学》中讨论了他们的工作。
“我们的设计有很多应用，但我们认为爬壁机器人将是最有用的，”李说。“与其他攀岩机器人相比，具有基于ZPD的吸力单元的机器人在性能上实现了令人惊讶的改善。”
旋转水的离心力消除了真空区域边界处的压力差，从而防止了真空泄漏。它可以在吸盘内部保持较高的真空压力。
他们的ZPD吸尘器比传统吸尘器更节能，更小，更轻。研究人员用三种不同的吸力大小和应用对他们的装置进行了测试：在用于抓握和处理物体的机械臂上，在六脚爬壁机器人上以及作为类似蜘蛛侠的爬壁设备。
“这项研究的下一步是减少用水量。如果可以减少水的消耗，则吸水单元将在很少的水下工作很长时间，以便攀岩机器人可以携带自己的水，而不必连接到供水系统。”
参考：石凯歌和李新的“基于零压差法的真空抽吸装置”，2020年1月14日，流体物理学。DOI：
10.1063/1.5129958
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2021-09-09
