Impression 3D curable UV in situ d'un robot souple tri-pattes multi-matériaux avec une démarche dynamique avant mimant une araignée

Les robots souples ont la capacité rapide d'adopter des postures complexes et de s'adapter à des formes compliquées par rapport aux robots mécaniques. Cet article présente un robot souple tri-pattes multi-matériaux imprimé en trois dimensions (3D) à polymérisation UV in situ, imitant une démarche dynamique avant multi-étapes d'une araignée, utilisant un filament bio-métal (BMF) commercial comme actionneur. Le robot souple imprimé peut produire un mouvement avant contrôlable en réponse à des signaux externes. Les propriétés fondamentales du BMF, y compris la force de sortie, les contractions à différentes fréquences, le taux de chargement initial, et le taux de déplacement sont vérifiées. Le modèle CAD du robot souple tri-pattes est conçu en s'inspirant de la structure des pattes de l'araignée et sa locomotion est évaluée en simulant la déformation et le déplacement à l'aide de l'analyse par éléments finis. Un système d'impression 3D multi-têtes rotatif personnalisé assisté par des lasers de polymérisation à longueurs d'onde multiples est utilisé pour la fabrication in situ du robot souple tri-pattes utilisant deux matériaux flexibles (époxy et polyuréthane) en trois étapes superposées. La taille du robot souple tri-pattes est de 80 mm de diamètre et la largeur et la profondeur de chaque patin sont respectivement de 5 mm × 5 mm. La vitesse maximale atteinte est de 2,7 mm s−1 à 5 Hz avec une tension d'entrée de 3 V et 250 mA sur une surface lisse. Le robot souple tri-pattes fabriqué a prouvé son efficacité énergétique et sa locomotion contrôlable à trois fréquences de signaux d'entrée (1, 2, 5 Hz).