//www.ganjiayu.com 三维科学, 无限可能! Thu, 14 Nov 2024 02:31:28 +0000 zh-CN hourly 1 https://wordpress.org/?v=3.9.40 黑格科技不仅会打造爆款耳机,交伙伴和进行产业布局的水平也不一般 //www.ganjiayu.com/?p=11676 //www.ganjiayu.com/?p=11676#comments Mon, 19 Mar 2018 04:34:23 +0000 http://www.51shape.com/?p=11676 很多人看不懂3D打印的价值和前景,大概是过于纠结于技术本身。而每一个商业模式行不行的通,对于各行各业其实都是一个道理,那就是都需要有一个贴合市场需求的切入点。即便是庞大如谷歌也是从提供搜索起家,而困扰当前3D打印界的一个因素就是如何找到贴合市场需求的切入点。

本期,3D科学谷与谷友一起来领略从美国名校归来的团队所创业的黑格科技是如何“快、狠、准”的切入到3D打印市场的。

根据黑格科技的官方网站,“黑格科技”全称“广州黑格智能科技有限公司”,成立于2015年6月,总部位于中国广州,是一家海归创业的公司。U1耳机是黑格科技自主研发的首款产品,是一款融入“分体蓝牙”、“3D打印”、“触摸控制”、“无线充电”于一体的智能全无线蓝牙耳机,能让用户无拘无束的享受音乐。

-- 精心打磨耳机产品

就在2016.06.01 黑格科技成立一周年,并宣布U1耳机发布会于2016年6月16日在北京798举行。

黑格科技在耳机腔体上采用了人体工程学原理设计。黑格科技称黑格含有上万对亚洲人耳模型的大数据库,设计出适配绝大多数人的外形,兼具佩戴的稳定性与舒适度。在此模型下,任何细微的外形变动都有可能造成佩戴的不适,因此粗糙的模具制作方式首先就被淘汰了。黑格自主研发的3D打印技术,其精度高达25μm,相当于头发丝的1/4,3D打印批量生产出的成品几乎完全一致,满足了人体工学原理的苛刻要求。

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耳机发布后短短的3个月,首批 30000 副黑格U1宣告售罄,同时收获了众多用户的好评。

3D打印方面,黑格的特殊之处在于黑格科技为了打造独具特色的耳机产品从而研发了从效率和精度方面满足生产需求的3D打印设备。这为黑格从耳机的市场扩展到其他市场奠定了基础。

此外,黑格在宣传方面或许受到了其天使投资人徐小平的启发,黑格U1耳机发布会采用了线上直播的形式,集结了四十位网红主播,在京东直播、花椒、一直播等平台吸引了数十万用户的关注。而如今的黑格耳机已经拥有了自己的天猫旗舰店。

-- 业务扩展:口腔市场

根据凤凰网,2018年1月,黑格和拜瑞口腔达成战略合作,双方将共同建立数字化牙科智造实验基地,研发数字化口腔医疗产品以及口腔医疗3D打印材料。目前,黑格的3D打印技术已获口腔医疗市场广泛认可,其高精度数字化口腔医疗产品将逐步应用于实际业务。

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传统口腔修复程序繁复,耗时较长,给患者带来了不少痛苦。以传统种植牙手术为例,需要先翻开牙龈,在牙槽骨上打一颗固定假牙用的“螺纹钉(种植体)”,然后再切开牙龈,在“螺纹钉”上安装假牙,整个过程依赖牙科医生的经验与判断,而且持续时间长,患者创伤较大。 而使用黑格的3D打印技术,可在手术前为患者定制数字化口腔医疗产品——种植手术导板:针对患者具体情况,避开神经与血管,在手术前精准地确定种植体半径、种植深度、倾斜度以及种植体与牙颌窦底距离等关键信息。牙医按照种植导板的“导航”进行操作,不需要反复切开、翻瓣、缝合,缩短了种植手术时间,使手术更加精准,降低了种植牙手术的难度与门槛,让更多牙医可施行种植牙手术,同时大大减少了患者的痛苦。

但数字化口腔医疗的一个基本门槛是3D打印件的精度能否满足实际医疗需求。因此,黑格和拜瑞口腔做了3D打印精度试验,用3D打印对比手工倒模,通过精度试验之后,方可将黑格的数字化口腔医疗产品用于实际医疗之中。

试验中选择了中切牙、侧切牙、尖牙各2颗的复杂种植手术进行试验,拜瑞通过传统的手工倒模,制作出石膏模型与6只陶瓷单冠,然后扫描出基牙和种植体的3D建模。

黑格科技拿到3D建模后,为3D建模添加支撑、重新排版。 打印完成后,经过超声波清洗、烘干、光固化、去支撑、打磨等一系列后处理工序,得到了3D打印模型。格打印的基牙模型,完美匹配了拜瑞手工制作的6只单冠,且与邻接的牙齿边缘密合,邻接关系良好,顺利通过精度试验,可应用于批量数字化口腔医疗产品的制作。黑格已成功用高精度3D打印技术,制备活动义齿、固定桥、全冠、种植导板、隐形牙套等多种数字化口腔医疗产品,并均有成功案例,规模化应用后,可取代繁杂的手工工序,大大提高牙科技工所的生产效率。

-- 3D打印自动生产线Ultracraft Mass

黑格科技自主研发的3D打印自动化生产线——Ultracraft Mass包含四个打印区域,并且可以同时使用4种不同的专业材料(如工程树脂、医用树脂、铸造树脂等)同时打印四种不同产品,大大提高生产效率。每个打印区域均采用世界上最先进的UV LED技术,可使UV光源寿命大幅提升,达到50,000小时,搭配超高精度的激光测距仪和自动加料系统,保证一天生的生产无需频繁的检查和人工加料。

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为了实现可扩展的柔性设计,自动线采用模组化、可视化设计,各个独立模组可以独立,可通过增加模组与机械臂的数量,柔性扩张产量,还能实时观察生产情况。

软件设计采用了顶级的工业PLC(可编程控制器)进行整机的动作控制与传感器数据采集,同时搭载工业级电脑进行全方位的数据协调。软件上的优化让客户可以在一台主机上管理多台设备同时运行,加入的机器学习算法可以让设备在批量化生产的过程中收集打印数据,通过大数据建模,分析打印失败的原因并进行自我优化,不断提升打印成功率。

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配合黑格自研发的打印计划管理系统——Ultracraft Planner,该系统会对文件进行整体的分析,计算出包括预计打印时长、预计耗材损耗量等信息,同时该软件能够判断哪台设备有空闲,并自动生成工作队列,使自动线实现在无人值守环境下,24小时批量生产,真正做到了人工只需要在电脑上输入数据,就能打印(生产)实体产品的智能定制化量产流程。

小结:在3D科学谷看来,从耳机应用端“挖到”第一桶金的黑格,正在走上重新制定光固化3D打印游戏规则的道路,不仅仅挑战打印精度、效率和后处理技术,还实现完全自动化无人看守的产线交付能力。而黑格自身也在进行产业化升级,正在打造智能制造平台3D打印服务,不仅仅是消费品和牙科领域的产品,甚至还涵盖铸造领域的光固化3D打印服务,从单个生产到批量生产,通过在线提交的模式,黑格提供一站式的交付服务。

参考来源:黑格科技官网、凤凰网

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自动化的金属3D打印后处理 //www.ganjiayu.com/?p=10130 //www.ganjiayu.com/?p=10130#comments Fri, 01 Sep 2017 04:42:25 +0000 http://www.51shape.com/?p=10130 一般来说,金属3D打印过程不能达到关键公差要求,必须通过传统的CNC工艺来达到一致性。制造商需要考虑如何使3D打印与数控加工的配合更高效。而随着3D打印工艺与生产的结合日益密切,还需要考虑如何将3D打印工艺通过自动化的方式与热处理、线切割、粉末清除、机加工等工艺结合在一起。在这方面有些公司已经在跃跃欲试,本期3D科学谷将与谷友一起来盘点这些关于后处理的自动化加工生产线。

block PBF金属3D打印+线切割+机加工

视频中涉及到三款设备:3D Systems 的ProX 300直接金属3D打印机, Robodrill小型CNC加工中心,以及Robocut慢走丝电火花线切割机。

3D Systems 的ProX 300金属3D打印设备能够制造致密的金属和陶瓷部件,并且能够提供与 EN ISO 2768(精细)加工公差和可重复性兼容的准确度,每个维度上的误差不超过 20 微米。材料包括不锈钢、工具钢、有色金属合金、贵金属和氧化铝。优异的输出质量、高准确度和抛光度、高可靠性和可重复性,以及多于 15 种的可选材料。

Robodrill是BT30小型加工中心的销量冠军,单在中国就有突破35000台服务于机械、汽车零部件、IT精密零件、精密模具、模型等各个行业,加工领域也根据客户的要求不断扩大。其与智能机器人融合的机床上下料系统,集高效生产、稳定运行、节约空间等优势于一体。

FANUC的Robocut慢走丝线切割机以高速度、高精度、高可靠性、低成本维护及智能化享誉业内,被广泛应用于模具,医疗和超硬材料制造行业,在日本、欧美、东南亚具有较高的市场占有率。

block DED金属3D打印+热处理+机加工

视频中的涡轮发动机燃烧器是通过像Fastems这样的柔性制造系统将一个工件先是通过“加法制造”出来,然后由机械手送去热处理,最后再通过机械手将工件送去机床进行精加工制造出来的。

大隈认为最大化增材制造与减材制造潜能的方法不是将两种技术集成到同一台设备中,因为加工环境和加工速度不一样,对于集成到同一台设备来说,一种技术在加工的时候,另外一种技术处于“等待”状态,这对设备的产能是浪费的。而将两种技术独立开来,中间由自动化机器手或者是多托盘系统来实现协调作业,可以将工作效率最大化。

视频显示了一个自动化单元模块。这个特殊的自动化单元含有三台RPM的激光沉积机(近净型激光成型技术)与一台大隈的MU-6300V五轴立式加工中心,这是一条Fastems的柔性制造系统。3D科学谷认为只所以是一台CNC五轴立式加工中心对应三台增材制造设备,是因为相比与CNC加工技术来说,增材制造的速度是慢的,而在本视频中,大约是3:1的配比最合适。

除了加工速度,将增材加工与减材加工分开的另外一个原因是两者对加工环境的要求不一样。RPM的激光沉积系统的设计是为了保持氧含量低于百万分之10(PPM)以防止金属粉末的氧化,工作区露点低于50°C。

在增材制造完成后,将零件送去热处理将有效提升零件的性能,热处理无论是外包还是在自动化过程中内部进行都可以,结合热处理工序都不会破坏工艺流程,从一台机器到另一台机器的自动生产线显示了充分的柔性化,而后期的其他工序包括清洗、标识、检验等,都很容易融合进来。

为什么要将增材制造和减材制造结合一起,一个明显的好处是节约材料、缩短加工时间以及节约成本。原来如果仅仅通过CNC一种加工工艺,则需要将2000磅的锻件工件加工到200磅的零件,这意味着1800磅的金属去除量。而通过激光沉积的增材制造方法,只需要400磅的锻造工件,这意味着只有200磅的切削去除量,那么同样多的材料通过增材与减材的组合就可以生产九个零件,而不是一个零件。

block 数字线程贯穿整个产品生命周期

GE的精彩工厂的设备和电脑相互“沟通交流”,共享信息,并且为保证质量和预防设备故障采取措施。工厂的生产线通过数字化的方式与供应商、服务商、物流系统相连接用来优化生产。通过传感器来精确控制零件的生产情况、监测设备的健康情况以及实现制造完成后飞机空中运行的情况监测。

通用电气的精彩工厂结合了先进的分析技术、3D打印技术,以及与人们并肩工作的协同机器人技术。这些设施代表了GE对先进制造业的投资决心,GE的员工在不断调整和更新他们的技能,为明天工作。

精彩工厂背后的理念是将设计、工程、制造、供应链、分销和服务连接成一个智能系统。系统收集和分析所有的数据,使工厂更加智能化,结合传感器的支持,提高数字设计,工厂供应链优化等方面的能力,提高质量、吞吐量和产量。

通过为机器配备传感器并实时分析数据,GE可以确定机器何时出现故障。生产线上的传感器将数据提供给GE基于云的Predix平台。这有助于将车间计划外停机时间降低20%,并提高整体产品的可靠性,降低生产成本。除了先进的工艺和工具之外,还有一个数字线程贯穿工厂,横跨公司,垂直于整个价值链,在整个制造生命周期中提供了产品的综合价值流视图。

不仅仅是上述的案例,在国际上众多的3D打印服务商的工厂,也通过自动化贯穿着生产过程。3D科学谷认为伴随数字化而生的3D打印技术走进生产领域,自动化已不是一种选项,而是发展的必然趋势。为此,你做好准备了吗?

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想拥有八爪鱼一样伸缩运动自如的望远镜?看3D打印做了什么? //www.ganjiayu.com/?p=10122 //www.ganjiayu.com/?p=10122#comments Wed, 30 Aug 2017 09:47:31 +0000 http://www.51shape.com/?p=10122 3D打印适用于制造自由曲面造型产品的特点为我们打开了一个神奇的魔法盒子。让这个世界的产品变得更加充满乐趣和脑洞大开的想象力。

卡内基梅隆的研究人员一直致力于改进建立伸缩结构的新方法,特别沿着曲线方向的变化。最近,他们创造了一种基于数学算法的新模型,这种沿着曲线变化自如的建模作品通过望远镜的形式展示出来。

Christopher Yu,Keenan Crane和Stelian Coros在他们最近发表的“伸缩结构计算设计”一文中详细介绍了他们的研究发现。

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伸缩结构适用于部署那些必须紧凑且富有变化的应用场景。然而,到目前为止,还没有系统地研究可以通过伸缩结构建模的形状类型,也没有用于伸缩设计的实用工具。

卡内基梅隆的重点是分段螺旋空间曲线与扭转脉冲,在此基础上,团队继续为用户开发了能够伸缩的结构体系。用户的草图和网格用于创建曲线骨架,研究团队拓展了在动画和机器人领域的应用。

Carnegie_Mellon_3d printing_telescope_2

伸缩壳的基本形状是沿着称为内侧曲线的螺旋路径,扫掠生成的实心。任何这样的形状(底部)可以通过连续的螺旋运动实现自身的滑动。

 

研究人员指出,虽然对这一课题的研究并不多,但航天领域的研究人员已经有机会利用这种建模算法来开发机器人和桥梁等应用。以前的工作重点是:

- 可部署的结构

- 紧凑型存储

- 计算折叠

- 空间曲线的几何形状

- 网格骨架化

在使用分段螺旋曲线时,团队的目标如下:

- 给定作为密集采样的折线

- 通过热流曲率将曲线平滑化

- 将曲线划分为段,并通过计算确定其扭转的最佳近似值

- 将每个段转换成伸缩壳

团队发现他们能够通过构建曲率和扭转来实现优化。可以通过找到将螺旋近似的端点与给定曲线的端点对齐的旋转和均匀缩放来避免曲线端点(可能需要连接到其他曲线)的漂移。

Carnegie_Mellon_3d printing_telescope_3

该团队还必须努力调整3D打印的方法来获得想要的制作结果,他们必须创建壳半径的线性胶带,以保持壳连接,并使每个外壳更长。

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下一步,研究团队将在目前的模式基础上继续他们的工作,改进的工作目标包括改进几何近似算法,以及用伸缩分离器代替目前的一些接合点。

这种建模的价值在于,延伸和扭转脉冲的机械致动特点可以为机械领域带来自动可部署性和可控性,从而适用于工程和机器人领域的应用。

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麻省理工研发可编程减震材料可以保护机器人和无人机 //www.ganjiayu.com/?p=7364 //www.ganjiayu.com/?p=7364#comments Wed, 05 Oct 2016 03:19:46 +0000 http://www.51shape.com/?p=7364 减震材料在各种应用中都有用途,从运动设备到无人机再到我们日常生活中的鞋。运用弹性、软质材料,制造商可以给予保护对象动力缓冲使其不受损坏。当前大多数的减震材料是橡胶类的,通过注射成型制造出来。这些减震材料的属性和阻尼水平通常是固定的,如果要根据特定的应用场景来自定义的话,通常成本会十分昂贵。

麻省理工学院的计算机科学和人工智能实验室的研究人员(CSAIL)已经开发了3D打印软质材料,可以精确控制冲击力吸收程度。这种3D打印减震材料可以提高无人机、手机、鞋和更多需要减震的产品的耐久性,最重要的是其阻尼水平是可以预设的,使得减震材料实现灵活的可编程性。

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麻省理工的研究人员将这种工艺成为“可编程的粘弹性材料”(PVM)技术,可以应用于不同的对象和场景中。在一个特定的项目中,他们通过一个不寻常的立方形机器人的移动和跳跃来展示了PVM的奇特之处。该方块机器人由一个刚性躯体、两个马达、一个微控制器、电池和惯性测量单元传感器组成。此外,研究人员还使用了四层环形金属带来作为推动该方块机器人运动的弹簧。而3D打印的减震材料有效的保护了这些核心元器件在运动中不受损害。

3D打印过程是通过使用一个标准的3D打印机,研究人员在打印过程中结合固体、液体以及Stratasys公司的TangoBlack +橡胶材料打印出来,通过喷墨技术来逐层沉积不同材料的滴液,然后用 紫外光来固化这些材料。

通过调整液体的比例,研究人员可以精确的设计材料需要表现出来的弹性程度。通过将多种材料结合起来实现单个材料无法实现的属性,这项研究大大扩展了3D打印可能的应用范围,尤其是一次打印就可以将减震材料制作出来。该试验的成功使得研究者相信,该技术可用于提高无人机等需要减震的设备和产品的使用寿命。

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下一步,这种可编程的减震材料将扩展到更多的用途,包括减震的跑步鞋、安全帽,以及通过减轻机器人身上电机的震动,使得摄像机和传感器的工作更加精确和灵敏。

这项工作是由美国国家科学基金会(NSF)资助的,并在2016年的IEEE / RSJ国际智能机器人与系统会议上公布。

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自动化供应商柯马通过3D打印优化夹紧装置的设计 //www.ganjiayu.com/?p=6845 //www.ganjiayu.com/?p=6845#comments Thu, 04 Aug 2016 02:23:42 +0000 http://www.51shape.com/?p=6845 柯马(COMAU)是一家隶属于菲亚特集团的全球化企业,成立于1976年,总部位于意大利都灵。柯马为众多行业提供工业自动化系统和全面维护服务,从产品的研发到工业工艺自动化系统的实现,其业务范围主要包括:车身焊装,动力总成,工程设计,机器人和维修服务。

最近,通过与合作伙伴意大利都灵理工大学的合作,柯马在通过3D打印技术来优化自动化夹紧装置方面有了自己的“新“得。本期,3D科学谷与谷友共同来了解自动化领域柯马的”新“得。

原工业自动化供应商柯马自去年7月开始携手意大利都灵理工大学的专家(意大利最古老的技术大学之一),以及众多技术型公司的技术团队组成了一个工作小组。小组工作的目标是探索如何通过3D打印这样的非传统生产方式为大量复杂的工业部件提供新的制造解决方案。

作为测试增材制造优势的一个尝试,工作小组选择了一个颇具特点的产品:柯马设备上用于夹紧焊接和装配的夹紧装置。柯马每年生产成千上万个不同形状的这种夹紧装置,每套夹紧装置的设计都是根据要焊接的物料的形状来设计的。小组选择了一个由S355JR钢材料制成的,需要三个零件组装而成的夹紧装置。

         comau_collage_1

来源:am

图1:原来的夹紧单元(左)由三个不同的组件组装而成。通过3D打印的夹紧单元(中间,右图)只需要一个零件,并且与原来的夹紧单元所需要的刚性相同

通过Altair的拓扑优化软件Inspire,小组在原来的夹紧装置设计的基础上进行了拓扑优化,并且还使用了欧特克Autodesk的Shape Generator以及达索系统的Tosca,设计师得到了优化的夹紧装置设计。

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图2:拓扑优化后,根据力学分析的结果夹紧单元进行了重新设计

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图3:通过仿真分析,以确保重新设计的夹紧单元在优化过程中获得所需要的力学性能。 

新的设计,使得夹紧装置组件的数量从三个减少到只有一个。并且,这样的优化结果使得夹紧装置的重量也减少了。随后,工作小组将夹紧装置的材料S355JR钢材料改成AlSi10Mg铝合金材料,从而使得重量进一步减轻。

设计完成后采用了选择性激光烧结(SLS)3D打印来制造。在装配区和孔的部位还进行了特别的后处理,但由于没有组装的要求,所以相比于原来的设计对人工的要求并没有增加。

新的夹紧装置带来了显着的优势,不需要组装的夹紧装置比原来更耐用。并且也不需要像原来的设计那样在加工过程中需要大余量材料去除,这带来更少的浪费。相比于原来的设计,整个设计和制造的时间也减少了一半。而且因为不需要铸造的工艺,这使得供应链也缩短了。

除了这些好处,柯马发现新的设计带来更环保的生产系统和“绿色”操作。设计的变化以及使用铝合金减少了部分的重量,这样的夹紧单元安装在移动装置上反过来又可以降低对动力功率的需要,这对于“绿色工厂”的实现来说是个可喜的进步。

随后,柯马的工作小组将对新的夹紧装置进行在工业制造环境中的测试以确保可行性。并且还将尝试更复杂的产品或那些需要耗时以及生产过程昂贵的组件。柯马还在内部研究这些可行性的设计是否能够被推进到工业生产领域。

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3D打印苗条轻巧的机器人 //www.ganjiayu.com/?p=3719 //www.ganjiayu.com/?p=3719#comments Tue, 21 Jul 2015 06:11:02 +0000 http://www.51shape.com/?p=3719 机器人和3D打印机可能会成为未来智能工厂的主角,让工厂变得更高效、环保。提到机器人,很多人仍对德国大众机器人“杀人”事件心有余悸,但是这种担心是没有必要的。因为在德国大众的事故当中,人为的失误是罪魁祸首,而非机器人本身。而且,目前的机器人不论外形看起来与人类有多类似,他们都不具备自己的情感,也不会主动伤人。只要按照规范操作,机器人仍是人们生产过程的好帮手。

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3D打印机不仅在智能工厂中发挥巨大作用,桌面级的3D打印机已经成为创客们常用的工具, 让个人或者小型企业拥有生产能力。 机器人的身影也逐渐超越车间生产线,走向个人或小微企业市场。英国的创业企业Automata Technologies 即将要推出的机器人Eva 关注的正是这个市场。

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Eva 的机械臂只有普通人的手臂大小。虽然身材苗条,但是能力却很了不起。它的重量很轻,只有1.4公斤左右,但是运动精度高达1毫米,灵巧程度接近人的手臂,具有6个自由度。Eva 全身80%的零部件是3D打印而成的,制作成本低廉,让个人用户或小微企业都可以买得起。为了让非专业用户也能轻松的操作机器人,研发团队开发了一款可以兼容电脑、智能手机平板电脑的控制应用程序ChoreoGraph。只要会玩“愤怒的小鸟”游戏的人,都可以轻松掌握这个应用程序,并操作Eva。

Eva 机器人将于数周后和用户见面,售价预计不会超过2000美元。有DIY 能力的用户还可以通过3D打印机为Eva 制作其他小工具,让它具有更多的功能。Eva机器人轻巧、灵活、成本低,有能力的用户还可以进一步拓展它的功能,让小型企业和个人都可以使用机器人来提升生产力。相比昂贵的工业机械臂来说,灵巧、便宜的Eva无疑是一种颠覆性的模式。

文章来源:3dprint.com, 3D科学谷编译整理

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耶鲁大学发布开源的仿生机器人”手” //www.ganjiayu.com/?p=2845 //www.ganjiayu.com/?p=2845#comments Fri, 27 Feb 2015 08:50:18 +0000 http://www.51shape.com/?p=2845 如今很流行用3D打印机来个人制作一些小型机器人。无论对于个人爱好者还是大型机器人开发者都存在一个共同的难题,就是如何让机器人的“手”像人手那样活动。

但耶鲁的科学家们不会轻易放过这一问题。在机械工程教授 Aaron Dollar的领导下,该校Openhand项目提出了一个非常出色的3D打印解决方案。他们的手型设计,不仅非常容易复制且成本低廉,而且能够制造出非常实用的“手”,它能紧紧抓住各种小型和大型物体——即便是平躺在桌子上的硬币它也能很容易地捡拾起来。而且尤其重要的是,它是开源的。

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据耶鲁大学研究人员透露,他们的项目原本就是希望有更多的人使用它,设计人员希望藉此使机器人设计出现有机演变。“这个项目打算打造一系列开源手的设计,并通过开源用户群体的贡献,产生大量有用的设计修改和变化提供给研究人员。”他们写道。首先提上日程就是机器人手,它必须是多用途的,拥有适合反复使用的功能。“因此,这个项目开发的手,设计必须简约、坚固耐用,尤其要适合反复迭代和在非结构化环境中运行。”

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该机器人手的设计既简约又耐用。设计团队拿出了一种转盘式柔绳传动(tendon-driven)的欠驱动手指设计。“这种欠驱动(underactuated)手能够根据接触物体的表面进行自适应调整,实现简单的抓握,而无需传感器或复杂的反馈系统。这个设计范例将致动和手指元素分离开来,从而能够实现更大程度的定制。”

虽然这些设计可能很昂贵,耶鲁大学研究团队却用3D打印、树脂浇铸和一点点的手工制作很容易就完成了。基本上,他们用3D打印制造系列塑料手指兼制作树脂模具。这些空心模具用树脂浇铸成型,然后固化和切割,从而制造出机械手的“肌腱”和指垫。

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哈佛科学家开发开源软件3D打印仿生机器人 //www.ganjiayu.com/?p=1153 //www.ganjiayu.com/?p=1153#comments Sat, 11 Oct 2014 09:31:31 +0000 http://www.51shape.com/?p=1153 3D打印正在被越来越多的业余爱好者用来制造小机器人。这也难怪,因为3D打印特别适合随时制造独特的零部件,而机器人则是最有趣、最适合极客们发挥想象力和创造力的项目之一。

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当然,得益于开源软件的日益普及,使得机器人的设计制作也越来越简单,爱好者们甚至不需要任何的编程经验都可以做到。几个星期前,哈佛大学科学家发布了最新的系列开源软件,将进一步帮助世界各地的业余爱好者们更顺畅地鼓捣他们自己的机器人。

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不过,毕竟是来自哈佛大学的科学家,他们开发的东西确实不一样。这款名为Soft Robotics Toolkit的软件实际上是综合了机器人领域里的知识、经验和实例的数据库,将有助于这些机器人爱好者们更深一步涉足到“软机器人”领域。所谓软机器人,即是模拟生物的许多系统,比如组成许多植物和动物的主要软、弹性结构(如我们的皮肤等)。这意味着,这些“软机器人”将超越传统的方方正正的形状和硬质材料,转而使用柔软、有弹性的材料制造。

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哈佛的研究人员在其网站上解释说,软机器人为制造者提供了许多新的选择和可能性: “精心设计组件的几何形状可以将复杂的运动“预编程”到灵活和弹体的材料中去。使用植入了智能的兼容材料制造机器主体能够使设计者简化通常用在传统、刚性机器人身上的更加复杂的机械系统和软件控制系统。软机器人固有的特性,使它们能够高度适应范围广泛的任务和环境。特别是,它们非常适合与人类进行交互,包括日常活动协助,甚至执行微创外科手术等。”

显然,这一切听起来非常科幻,必然会吓跑不少只想在周末花个半天时间随便搭建一个小玩具的爱好者们。这也难怪,因为以前软机器人技术领域的通常像哈佛这样地方的高层次研究人员的专属领地。实际上,这个项目就是由哈佛的访问学者,爱尔兰的Dónal Holland提出来的。因为就算是他的学生在进入软机器人领域时都会有些困难:“在设计课上我们看到比较常见的现象是,学生们往往会求教于更有经验的同学,比如找一个研究实验室的博士后,由他来带领自己完成作业。但是,这种事很难量化,而且一个人的能力毕竟是有限的,你会很快就会把他搞到“江郎才尽”。”

而这也正是Holland开发Soft Robotics Toolkit开发的初衷:“该工具包主要用来收集专业知识,使学生更容易获取。然而,它的作用并不仅仅局限于学生,其真正目的是想把软机器人技术变得更加“开源”,使那些真心想实现自己的想法或创意的人们更容易使用它。”说得通俗一点,开发者的本意就是想让软机器人这种高精尖技术坠入凡间,变得更加平民化,使普通人也能够尝试。

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因此,Holland和哈佛机械与生物工程助理教授Conor Walsh开专门开发了这个有点教育性质的软件。它是一个名副其实的网上宝库,搜集了各种可下载的开放源代码、用户在制造软机器人时所涉及到的各个工艺技术;以及各种案例研究,包括气动手套、柔性假手、心脏模拟器、透明的扬声器和其他对象。

该工具包还能够为研究人员提供各种设计的3D模型、物料清单、实验数据,以及更多。该软件按照软机器人的各个组成部分进行分类,每个类别都包括以下几个内容:设计、制作、建模、测试、案例分析和下载。 开发者在网站上称,该数据库提供了所有必要的信息。“只需使用低材料成本和快速原型工具,如3D打印机、激光切割机和数控铣床组合,该工具包可以让爱好者们很容易和经济地制造各种软机器人的组件。”

您如果对这个软件感兴趣的话,可以访问Soft Robotics Toolkit的官网。

(3D科学谷编译自3dprint, 欢迎转载并链接至:www.51chape.com)

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3D打印的抓取装置,让机器人可以做家务 //www.ganjiayu.com/?p=946 //www.ganjiayu.com/?p=946#comments Fri, 03 Oct 2014 10:14:28 +0000 http://www.51shape.com/?p=946 很多人都希望能让机器人帮忙做些家务活。然而,让机器人像人类一样去做刷锅洗碗、扫地拖地这样的事情,并不是一件简单的事情。

但是最近,华盛顿大学的两个学生发明了3D打印的机器人适配器-Griple。这个适配器价格仅10美元,有了它有了它,机器人就可以像人类一样轻柔的抓取、使用和放回物品。通过对机器人设定程序,机器人就可以完成扫地、拖地、洗衣服等家务。

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华盛顿大学的Griple研究人员,让PR2机器人使用海绵、抹布等工具让后再将他们放回原处。在安装Griple之前,机器人完成任务的成功率是86%,  使用之后高达99%。这样的成功率几乎可以与你雇一个人或者让你的孩子帮忙做家务的效率是差不多的。

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Griple虽然没有什么深奥之处,但它的确非常有用。Griple的发明者在2014年芝加哥国际智能机器人和系统会议(IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) in Chicago)上发布了自己的科研成果。或许在不久的未来,我们家中都会多一位给力的机器人“保姆”。

(3D科学谷编译自3DPrint.com)

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