新的经典机械工程学…

执行器和驱动器

  • Live Drive是一种新的驱动模式,可替代各种动力传输设备。 可堆叠,模块化和直接驱动的执行器。

这是“ Genesis Robotics”公司声称的内容:-

LiveDrive™电动机提供了行业一直在等待的东西-高扭矩,直接驱动致动。 LiveDrive™电动机采用革命性的设计,可为轴向和径向电动机提供动力,是一项突破性技术,可提供更高的速度和更大的制动扭矩。

创世纪团队取得了三个基本发现,这些发现使LiveDrive™电动机成为可能:

磁放大

先进的结构磁架构

无与伦比的散热

这意味着结合了LiveDrive™电动机的机器人,机床和工厂自动化可以更安全地运行,同时提高生产率。 当与Genesis的创新变速箱设计,Reflex™高性能齿轮系统结合使用时,LiveDrive™电动机可为各种应用提供强大的驱动力。

LiveDrive™电动机平台提供可扩展的解决方案,将影响从工业到自动化到交通运输等众多行业; 不仅改变机器的供电方式,而且改变运动方式。

简而言之,该技术实际上解决了对任何动力传输设备的需求,并使其紧凑且功能强大,零延迟。

  • 讨厌Gears的另一种技术! ISCAD(智能定子笼驱动器)

在ISCAD系统中,定子中使用铝条代替铜绕组。 每个单杠都由专用的电力电子设备提供。 与传统机器的固定铜绕组相比,ISCAD系统提供了在运行期间改变极数的可能性。 这样,ISCAD创建了第一个电动变速箱,该变速箱可以永久地适应负载曲线,从而更好地利用电池容量。

与前面提到的驱动器中的高精度磁传动不同,它们是不带磁铁的微型交流驱动器,每个磁极(Al磁芯)都通过定向控制单独供电,以实现最大磁极对数。

  • 人造肌肉软致动器,可提起其自身重量的1000倍。

人造肌肉是用于模仿自然肌肉的执行器,材料或设备的通用术语,由于外部刺激(例如电压,电流,压力或温度)可在一个组件内可逆地收缩,扩展或旋转。三种基本的驱动响应—收缩,扩展和旋转—可以在单个组件中组合在一起以产生其他类型的运动(例如,弯曲,通过收缩材料的一侧,同时扩展另一侧)。

这些肌肉主要使用硅橡胶基质(PDMS),乙醇分布在整个微气泡中。 结果是一种具有强弹性的材料,易于通过3D打印制造,并且由环保材料制成

上图所示的肌肉是由流体驱动的。

上图所示的肌肉是由电驱动的。

制造业

  • 不熔化,不烧结。 无需压制,无需激光增材制造“ MELD”的激光工艺

专利描述如下:-

本发明涉及利用消耗性金属材料在基体上的摩擦加热和压缩载荷将金属基体表面设置,涂覆,堆积,修复或以其他方式改性的工具和方法。 本发明的实施例包括基于摩擦的制造工具,其包括具有喉部的非消耗构件和设置在该喉部中的消耗构件,其中所述喉部被可操作地构造成使得在所述非消耗构件以选定速度旋转时,喉部在所选速度上施加法向力并使耗材旋转。 包括用于通过摩擦加热和压缩载荷将可消耗部件分配通过咽喉并分配到基底上的装置。

解释:-一种多功能的先进金属沉积设备,可以使用摩擦加热进行软挤压,并通过加压粘合进行现场沉积和挤压。

这种制造方法也称为摩擦搅拌添加剂制造。

  • 全息增材制造

借助在感光液体中投射的全息图实现超快速增材制造。

这里的基本原理是一种成熟的3-D打印技术,该技术使用激光将光活化单体固化为固体塑料。 但是,与其他方法来回扫描激光一次形成一层形状的方法不同,此系统使用3-D光场(即全息图)一次完成所有操作。 它可以使3D打印更快。

  • 胶水少附着力

纳米底漆是一种利用纳米技术和表面化学技术将具有挑战性的材料组合(如金属和玻璃与塑料)无胶粘合的方法。

纳米底漆的工作原理是从下至上在金属,玻璃或碳基材料的表面上生长10至50纳米的超薄化学键合聚合物刷。 聚合物刷与粘附的塑料零件表面中的聚合物应变相互作用,产生化学缠结,并且在许多情况下直接引导两个聚合物结构之间的化学键合。 与常规粘合剂使用的物理粘合类型,机械和范德华力相比,这些粘合的强度更高。 同时,粘合层比传统胶水至少薄100倍。

智能力学,智能材料

  • Macro Self Assembly aka 4D打印

它们是由麻省理工学院的自组装实验室开发的,通常被称为可编程物质,维基百科将其描述为:

4维打印4D打印 ;也称为4D生物 打印主动折纸形状变形系统 )通过在连续层中进行计算机编程的材料沉积来创建3D对象,使用与3D打印相同的技术。 但是,4D打印增加了随着时间推移的变换。 因此,这是一种可编程的物质,其中在制造过程之后,印刷产品与环境中的参数(湿度,温度等)发生反应,并相应地改变其形式。 这样做的能力来自于微米级分辨率下的近乎无限的构型,从而创建了具有工程分子空间分布的固体,从而实现了前所未有的多功能性能。 4D打印是生物制造技术中的一个相对较新的进步,正在迅速成为生物工程,材料科学,化学和计算机科学等学科的新范例。

随着智能材料的最新发展与体素(体积像素)程序的强大功能相结合,可以实现的潜力。

请记住,Big Hero 6的Nanobots或钢铁侠的由Nano粒子制成的新套装,这项技术的发展趋势相似。

能源

  • 磁悬浮风力发电机

磁悬浮是一种非常有效的风能系统。 它的工作方式是:将风力涡轮机的垂直定向叶片悬挂在机器基座上方的空气中,从而不再需要球轴承。 涡轮机使用的是“永久性”磁体,而不是电磁体-因此,它不需要电力即可运行。 永久磁铁系统使用钕(“稀土”)磁铁,并且不会因摩擦而损失能量。 这也有助于降低维护成本并延长发电机的使用寿命。 磁悬浮风力涡轮机比常规风力涡轮机具有多个优势。 例如,他们能够使用起始速度低至每秒1.5米(m / s)的风。 而且,它们可以在超过40 m / s的风中运行。 当前,世界上最大的常规风力涡轮机仅产生5兆瓦的功率。 但是,一台大型磁悬浮风力发电机可以产生1吉瓦的清洁能源,足以为750,000户家庭提供能源。 与传统风力涡轮机相比,这还将使发电能力提高20%,并将运营成本降低50%。 如果这还不够,那么磁悬浮风力涡轮机将可运行约500年!

  • 有史以来最好的太阳能电池(效率高达34%!!!)

这些光伏电池无需聚光器即可收集到闻所未闻的34.5%的太阳能。

它通过将入射的阳光分成四个波段来工作。

该光的红外波段被反射回硅太阳能电池,其他三个波段被引导到三层新型太阳能电池中,该太阳能电池由磷化铟镓制成; 铟镓砷化物; 太阳光穿过这些层或结中的每一个,并且能量以最有效的波长被吸收。 任何未使用的光都会传递到下一层,依此类推,以便从每个光束中挤出最大的光。

流动性

  • Hyperloop(大概每个人都知道)

超环是一种密封的管或管系统,吊舱可以通过该密封管或管系统自由移动,而不受空气阻力或摩擦的影响,从而可以非常高效地高速运送人或物体。

计算力学

  • 数字微镜设备

这种微机械部件是在半导体电子工业中保持其地位的少数纯机械部件之一,很大程度上由硅基晶体管驱动。 数字微镜是一个以矩形形状因数排列的非常小的2自由度镜的阵列,其中每个镜都类似于光栅图形的像素。

DMD是投影设备,其中所有反射镜都以这种方式对齐,以每秒投影数百万次致动的单个图像。

它具有非常简单的机制,可以以非常高的速度反射光子并获得所需的结果。

这些强大的微镜具有大量应用,包括增强现实头盔。 计算机视觉,光刻几乎所有使用受控光的东西都可以通过此实现。

  • 微流实验室芯片

微流体学是指通过活性(微)成分(例如微型泵或微型阀)对工作流体进行的定义操作。 微型泵以连续的方式供应流体或用于计量。 微型阀确定泵送液体的流向或移动方式。 通常,在实验室中执行的过程通常在单个芯片上进行小型化,以提高效率和迁移率,并减少样品和试剂的体积。芯片实验室LOC )是一种集成了一个或多个芯片的设备。几个实验室功能可以在仅几毫米到几平方厘米的单个集成电路(通常称为“芯片”)上实现自动化和高通量筛选。 LOC可以处理很小的液体,甚至不到皮升。

微流控芯片是一种微型实验室,代替了病理实验室,可以进行早期检测,从而提供快速治疗。 此外,这样的微流体装置还用作生物传感器和用于人工光合作用的工具。

脚注:-

  1. Live Drive — LiveDrive —直接驱动器
  2. ISCAD技术
  3. 这种动感十足,逼真的机器人肌肉可以举起其自身重量的1000倍
  4. 融合制造
  5. 全息3D打印
  6. 4D打印
  7. 磁悬浮风力发电机
  8. 超高效太阳能
  9. 超环
  10. 数字微镜设备
  11. 芯片实验室