飞秒激光制备用于毫米级机器人的镍钛诺活铰链
机器人学
2024-04-11 v3
摘要
镍钛诺是一种智能材料，可用作致动器、传感器或结构元件，并有可能显著增强微型机器人的能力。飞秒激光技术可用于加工镍钛诺同时避免热影响区（HAZ），从而保留超弹性特性。本工作中，我们利用飞秒激光微加工工艺从镍钛诺制造任意截面的活铰链。我们首先通过改变激光功率水平和扫描遍数确定了激光切割参数：4.1 Jcm^-2 能量密度配合5遍实现5 um烧蚀。接下来，我们使用解析模型以及Abaqus有限元方法对铰链建模，并通过将模型与八种不同铰链（四种矩形截面、四种弧形截面）产生的扭矩进行比较，展示了模型的准确性。最后，我们制造了三个微型器件原型以说明这些镍钛诺铰链的有用性：一个球形5杆机构样品、一个Sarrus联动机构以及一个压电致动机器人翼机构。
引用
@article{arxiv.2310.16077,
title = {Femtosecond laser fabricated nitinol living hinges for millimeter-sized robots},
author = {Alexander Hedrick and Heiko Kabutz and Lawrence Smith and Robert MacCurdy and Kaushik Jayaram},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.16077},
year = {2024}
}
备注
7 pages, 4 figures, submitted to IEEE RA-L