پژوهشگران دانشگاه رایس سامانه‌ای پارچه‌ای برای برداشت انرژی از راه رفتن توسعه داده‌اند که می‌تواند انرژی مورد نیاز ربات‌های کمکی پنوماتیک را فراهم کند. با مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
سامانه پارچه ای برداشت انرژی
یک بازوی سوم برای برخی افراد دچار معلولیت می‌تواند بسیار مفید و کمک کننده باشد. مهندسان مکانیک در دانشگاه رایس، اندام اضافی مفیدی ساخته‌اند که می‌تواند اشیا را بگیرد و حرکت دهد و تنها با هوای فشرده کار می‌کند. این یکی از چندین ایده‌ای است که آنها با سامانه برداشت انرژی مبتنی بر پارچه اجرا کرده‌اند. این دستگاه‌های پنوماتیک نیروی خود را از راه رفتن می‌گیرند.
دستگاه‌های ساخته شده توسط Daniel Preston، استادیار مهندسی مکانیک، برای افراد دچار معلولیت طراحی و ساخته شده‌اند و برای استفاده روزمره به اندازه کافی کاربردی هستند.
نمونه اولیه یک بازوی اضافی، قطعه‌ای پارچه‌ای است که وقتی از آن استفاده نمی‌شود به بدن می‌چسبد، اما وقتی فعال میشود اجسام را می‌گیرد. نسخه‌های آینده این بازو می‌توانند حسگرهایی داشته باشند که قصد کاربر را پیش‌بینی کرده و حرکت را کامل کنند.
پژوهشگران افزون بر این بازو که می‌تواند یک فنجان یا اشیای کوچک دیگر را بگیرد، پیراهنی با یک محرک شبیه ریه‌ها ساخته‌اند که به زیر بغل می‌چسبد. منبسط شدن محرک‌ها به کاربر کمک می‌کند یک وزنه ۱۰ پوندی را بدون زحمت بلند کند. آزمایش این لباس روی یک مانکن نشان داد که می‌تواند بدون کمک ماهیچه‌های انسان این کار را انجام دهد.
آمار نشان می‌دهد برای حدود ۲۵ میلیون بزرگسال در ایالات متحده بلند کردن وزنه ۱۰ پوندی با بازوهای خود دشوار است. این کاری است که ما در زندگی روزمره خود انجام می‌دهیم، مانند برداشتن وسایل خانه یا حتی بلند کردن یک نوزاد.
این سامانه به دو جزء نیاز دارد: پمپ‌های پارچه‌ای تعبیه‌شده در کف کفش‌ها که فشار هوا را جمع‌آوری می‌کنند و محرک‌های پنوماتیکی که در صورت نیاز از آن فشار استفاده می‌کنند. پمپ‌ها با فوم پلی یورتان پر شده‌اند که به آنها اجازه می‌دهد پس از هر بار گام برداشتن شکل خود را بازیابی کنند. پمپ به اندازه کافی کوچک است که راحت باشد و سفتی فوم حین راه رفتن اذیت کننده نیست.
آزمایش‌های آزمایشگاه رایس نشان داد این دستگاه‌ها توانی معادل ۳ وات با راندمان تبدیل بیش از ۲۰ درصد تولید می‌کنند، که به راحتی از راهکارهای الکترومغناطیسی، پیزوالکتریک و تریبوالکتریک برای برداشت انرژی با ضربه‌ی پا پیشی می‌گیرند.
تمام اجزای این دستگاه حدود ۲۰ دلار هزینه دارد، برای مونتاژ ساده است و به اندازه کافی مستحکم بودند که در ماشین لباسشویی بدون کاهش عملکرد تمیز شدند. رویکرد ساخت از روش‌هایی استفاده می‌کند که در صنعت پوشاک استفاده می‌شوند، چیزهایی مانند بریدن ورق‌های پارچه‌ای و چسباندن آنها با گرما و فشار.
با این روش می‌توان به طراحی محرک‌های پنوماتیک فکر کرد که برای فشرده‌سازی درمانی استفاده می‌شوند؛ مواردی مانند ترومبوز ورید عمقی یا لخته شدن خون در پاها. یا می‌توان برای طراحی دستکش‌هایی استفاده کرد که به افراد دچار سکته کمک می‌کنند دست‌های خود را حرکت دهند. همچنین در دستگاه‌هایی کاربرد دارد که به منابع تغذیه معمولی سفت و حجیم وابسته هستند که یا ناراحت‌کننده است یا نیاز به اتصال به زیرساخت‌های خارجی دارد.
>> آشنایی با مزایا و معایب عضلات مصنوعی پنوماتیک رباتیک
>> اسکلت بیرونی پنوماتیک آرنج موجب کاهش فعالیت عضلات و خستگی هنگام حمل بار میشود
منبع: techxplore.com
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است»
