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科学家模拟蜘蛛足结构制成新型太空装置<%=id%> |
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而这种可膨胀的“Smart Stick”需要克服太空中的许多极端条件,如温度,压力及大气成分的变化。 在最近一期的《Bioinspiration and Biomimetics》杂志中,Menon和Lira揭示了蜘蛛和其它动物关节的不同之处。大部分动物通过肌肉驱动关节,蜘蛛却没有这样的屈伸肌。这种无骨的节肢动物的3对足分布于胸、腹部,它们通过将身体内的体液注入腿部来收缩和扩展足关节。虽然蜘蛛没有血管,甚至没有真正的血液,但它们有充满身体空隙的血淋巴。 Menon表示:“我们的目的是在自然界找寻灵感,并用于设计新型太空装置。我们意识到蜘蛛的液压体系正好符合太空驱动器的小型化,高力-质比等要求。” 他们的这种Smart Stick直径仅有1毫米,比蜘蛛腿稍粗。通过一个关节,它能弯曲大约1.8度左右,科学家们已经制造出了由数个弹性关节组成的简单模块化装置,能得到更大幅度的屈伸。每一个模块由两段材料和中间的一个可膨胀弹性驱动装置组成。一根管子穿过每个关节。管子里的水被挤压到关节时,弹性驱动器被注满膨胀,使得两边的材料分开,实现关节的弯曲。内部的感应装置能测量压力,判断注入的液体量是否合适,再将数据反馈到控制器。 学者强调了这种结构在太空中的重要性:“太空应用对结构,系统要求很高,同时又要保证尽量小的体积和质量,我们的装置没有传统机械连接,通过折叠,能使系统简单轻便而又可靠。” 这种装置还要接受太空中高能粒子,带电粒子和空间辐射的挑战。首先Menon和Lira制造了符合地球条件的Smart Stick,将来他们会使用更柔韧的材料,并将液压系统封闭起来。封闭体系既能提高液压,又能克服泄露等太空中常遇到的问题。 Menon说:“轻便的关节可以用到太空技术的很多地方,如小型机器人,小型夹子或折叠/展开体系。” 或许将Smart Stick应用于太空还需要一些时间,但是科学家已将液压驱动想法用于日常。Lira在考虑叫做“结构可变织物(VSF)”的弹性纺织物,它适合需要长时间站立或坐着工作的人们。 Lira网站上说:“VSF包含了小型液压驱动概念设计,它们被置于织物中。这可以用于室内装潢,内衣,车辆内部装饰等。”
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