Forskerne Xin Li og Kaige Shi har utviklet en ZPD- metode (zero-pressure difference) som kan forbedre utviklingen av vakuumsugeenheter. Spesialdesignede sugeenheter lar mennesker lett klatre opp vegger. Sugeenhetene kan brukes på tøffe overflater og teksturerte vegger, noe som vil være nyttig i utviklingen av klatreroboter og robotarmer med gripefunksjoner.
De konvensjonelle sugemetodene sliter med å opprettholde suge- / trekkraft på tøffe overflater på grunn av vakuumlekkasje og derved føre til sugesvikt. Den nye teknikken bruker en høyhastighets roterende vannring mellom overflaten og enhetens sugekopp, noe som skaper en sentrifugalkraft for å gripe grove overflater. Sentrifugalkraften til det roterende vannet fjerner trykkforskjellen ved vakuumsonens grense og overflaten, og forhindrer vakuumlekkasje.
Som vist ovenfor, brukes et strømningsmåler for å oppdage innløpsvannets strømningshastighet. Vannet i vakuumkammeret lekker enten gjennom de radiale sporene eller den ekstra strømningsbanen som styres av av / på-ventilen. Vakuumpumpens kraft kan justeres, slik at hastigheten kan endres. Hastighetsregulatoren kan kontrollere rotasjonshastigheten til ønsket verdi. Den forbigående rotasjonshastigheten kan leses fra hastighetsregulatoren. Flere detaljer finner du i Vacuum sugeenhet basert på metoden om nulltrykkforskjellmetoden publisert om væskefysikk.
Sammenlignet med andre veggklatrende roboter, oppnår roboten med vår ZPD-baserte sugeenhet overraskende ytelsesforbedring. ZPD-sugeenheten er svært energieffektiv og mindre / lettere sammenlignet med tradisjonelle sugeenheter. Forskerne testet ZPD-enheten med tre forskjellige sugestørrelser og applikasjoner: På en robotarm for å gripe og håndtere gjenstander, på en hexapod-veggklatrerobot og som en Spider-Man-lignende veggklatringsenhet.
I fremtiden tar forskerne sikte på å kutte ned vannforbruket slik at sugeenheten jobber med en liten mengde vann i lang tid, og de klatrende roboter kan bære vannet sitt i stedet for å stole på tilkoblet vannforsyning.