Fully soft bistable mechanisms have shown extensive applications ranging from soft robotics, wearable devices, and medical tools, to energy harvesting. However, the lack of design and fabrication methods that are easy and potentially scalable limits their further adoption into mainstream applications. Here a top-down planar approach is presented by introducing Kirigami-inspired engineering combined with a pre-stretching process. Using this method, Kirigami-Pre-stretched Substrate-Kirigami trilayered precursors are created in a planar manner; upon release, the strain mismatch -- due to the pre-stretching of substrate -- between layers would induce an out-of-plane buckling to achieve targeted three dimensional (3D) bistable structures. By combining experimental characterization, analytical modeling, and finite element simulation, the effect of the pattern size of Kirigami layers and pre-stretching on the geometry and stability of resulting 3D composites is explored. In addition, methods to realize soft bistable structures with arbitrary shapes and soft composites with multistable configurations are investigated, which could encourage further applications. Our method is demonstrated by using bistable soft Kirigami composites to construct two soft machines: (i) a bistable soft gripper that can gently grasp delicate objects with different shapes and sizes and (ii) a flytrap-inspired robot that can autonomously detect and capture objects.


翻译:完全软软平衡机制显示了从软机器人、可磨损装置和医疗工具到能源采集等广泛应用,然而,由于缺乏设计和制造方法,容易且有可能限制其进一步被推广到主流应用中。这里采用自上而下平板法,采用基里加启发型工程,加上前伸展过程。使用这种方法,基里加前伸展前的底部-基里加三层前体以平板方式产生;在释放时,由于基底结构的预伸展,层之间的压力错配将促使机外跳动,以达到目标的三维(3D)双向结构。这里采用自上而下平板方法,采用自上而下的平板方法,将实验性特征、分析模型和有限元素模拟,结合基里加木层结构的型尺寸和预伸展对3D复合材料的地形和稳定性的影响。此外,还调查了以任意形状和软复合组合结构实现软平衡结构的方法,这可以进一步鼓励应用。我们的方法是,通过软性软性软的软性平板模型和软性平底的摩模型结构,可以展示(软的软的软压的平压的平压的平面结构,以软的平压的平压的平压的平压的平压的平面结构可以展示的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平的平压的平压的平压的平压的平压的平压的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平

0
下载
关闭预览

相关内容

机器学习组合优化
专知会员服务
108+阅读 · 2021年2月16日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月10日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员