3D 打印颗粒 jamming 夹持器中的形状、尺寸与制造效应

颗粒 jamming 是一种流行的软驱动机制，能以最小的体积变化提供高刚度可变性。从设计角度看，jamming 尤为有趣，因为大量设计参数可能被利用来诱导多种多样的有用行为。迄今为止，颗粒形状在很大程度上被忽视。在此，我们聚焦于使用 3D 打印来揭示与颗粒形状和尺寸相关的设计变量。颗粒由参数化超二次曲面（超椭球）表示；研究了四种不同形状以及三种尺寸变化。颗粒以高分辨率 3D 打印，并在多种基准测试物体上通过实验拉脱测试评估性能。我们表明颗粒形状与尺寸是颗粒夹持性能的关键决定因素。此外，不存在普遍最优的夹持颗粒形状。光学成像评估了打印形状相较于其理想模型的精度。结果表明，颗粒形状的优化是高性能、定制化驱动行为的关键赋能因素，并可被利用来拓展颗粒夹持器的范围与性能以适用于多种不同使用场景。