制造的甲醇动力机器人甲虫

它可以行驶数小时而无需加油。

食物是机器人的最大制约因素,这已经不是什么秘密了。大多数机器人都需要它,并且它必须来自某个地方,通常是一个电池,因为没有很多其他好的选择。但是,电池以能量密度低而著称,而机器人越小,问题就越多。另外,需要转换器以将存储在电池中的能量转换成有用的功,这对于小型机器人也是个问题。

在本周发表在《科学机器人》杂志上的一篇文章中,位于南加州大学洛杉矶分校的研究人员谈到了运行于甲醇上的88毫克RoBeetle四足机器人。液体燃料产生的能量被用于推进而不转化为电能。

RoBeetle主体是一个方形的燃油箱,可以使用注射器通过进口向其注满甲醇。后对腿被锁定,而前对腿被弹簧加载并连接到同时移动它们的变速器上。RoBeetle设计有“人造肌肉”,可通过活动挡板上的孔对甲醇蒸气的催化氧化来加热。实际上,它是一条细的镍钛合金丝,上面覆盖着一层铂作为催化剂。展开时,“肌肉”移动前腿并关闭襟翼。在没有甲醇蒸气的情况下,反应停止,金属丝冷却并收缩。这将打开风门,并且循环重复进行。视频中清楚地显示了该过程。最大行进速度为0.76毫米/秒,一次充填155分钟就足够了。顺便说一句,微风加快运动速度,促进反应。

RoBeetle的有效载荷可以达到230 mg,这对于无源传感器来说已经足够了,但是,实际上,该机器人没有实际用途,因为它连续不断地移动直到燃料箱空了,并且只能一直向前行驶。此外,尽管甲醇的比能非常高,但这是给机器人供电的一种极其低效的方式,计算出的吞吐效率仅为0.48%。但是,RoBeetle清楚地展示了如何创建一个如此小的机器人,以至于电池功率基本上不适合它。事实是,市场上最轻的电池能够提供足够的能量来加热执行器,重量约为800毫克,比RoBeetle大了一个数量级。从这个角度来看,RoBeetle的有效性实际上是很高的。

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