Исследователи Синь Ли и Кайге Ши разработали метод нулевого перепада давления (ZPD), который может улучшить разработку вакуумных аспирационных устройств. Специально разработанные присоски позволяют людям легко взбираться по стенам. Всасывающие устройства можно использовать на шероховатых поверхностях и текстурированных стенах, что будет полезно при разработке скалолазных роботов и роботов-манипуляторов с возможностью захвата.
Обычные методы всасывания затрудняют поддержание силы всасывания / тяги на шероховатых поверхностях из-за утечки вакуума, что приводит к отказу всасывания. В новой технике используется высокоскоростное вращающееся водяное кольцо между поверхностью и присоской устройства, которое создает центробежную силу для захвата шероховатых поверхностей. Центробежная сила вращающейся воды компенсирует разницу давлений на границе зоны вакуума и поверхности, предотвращая утечку вакуума.
Как показано выше, расходомер используется для определения расхода воды на входе. Вода в вакуумной камере просачивается либо через радиальные канавки, либо через дополнительный путь потока, управляемый двухпозиционным клапаном. Мощность вакуумного насоса можно регулировать, так что можно изменять скорость. Регулятор скорости может регулировать скорость вращения до требуемого значения. Переходную скорость вращения можно определить с помощью регулятора скорости. Более подробную информацию можно найти в разделе «Вакуумный отсос» на основе статьи о методе нулевого перепада давления, опубликованной в разделе «Физика жидкостей».
По сравнению с другими роботами для лазания по стенам, робот с нашим всасывающим устройством на основе ZPD демонстрирует удивительное улучшение производительности. Всасывающий блок ZPD очень энергоэффективен и меньше / легче по сравнению с традиционными всасывающими блоками. Ученые протестировали устройство ZPD с тремя различными размерами всасывания и применением: на роботизированной руке для захвата и обработки объектов, на роботе-гексаподе для лазания по стенам и в качестве устройства для лазания по стене, похожего на Человека-паука.
В будущем исследователи стремятся сократить потребление воды, чтобы всасывающий агрегат работал с небольшим количеством воды в течение длительного времени, а роботы для лазания по стенам могли переносить свою воду, а не полагаться на подключенную систему водоснабжения.