Design of Bistable Soft Deployable Structures via a Kirigami-inspired Planar Fabrication Approach

双稳态 软机器人 平面的 制作 纳米技术 材料科学 计算机科学 机械工程 基质(水族馆) 工程类 机器人 人工智能 光电子学 计算机图形学(图像) 海洋学 替代医学 病理 地质学 医学
作者
Mrunmayi Mungekar,Leixin Ma,Yan Wan,Vishal Kackar,Shyan Shokrazadeh,Mohammad Khalid Jawed
出处
期刊:Cornell University - arXiv
标识
DOI:10.48550/arxiv.2301.09179
摘要

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.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
yq完成签到,获得积分10
刚刚
Tulip发布了新的文献求助10
刚刚
大模型应助果栋蜀黍采纳,获得10
1秒前
研友_VZG7GZ应助腾腾腾采纳,获得10
1秒前
本是个江湖散人完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
予初发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
彭于晏应助停水出神采纳,获得10
3秒前
不再是纳米的正肽完成签到,获得积分10
3秒前
DARLING002完成签到 ,获得积分10
3秒前
生动依凝发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
碱性染料发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
十点差一分完成签到,获得积分10
5秒前
冷静的寒荷完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
NexusExplorer应助buzenilei采纳,获得10
6秒前
6秒前
无限紫菜发布了新的文献求助10
8秒前
wanci应助河豚来辽采纳,获得10
8秒前
高大的立果完成签到,获得积分10
8秒前
lgq12697完成签到,获得积分0
9秒前
9秒前
yuky完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
爆米花应助予初采纳,获得10
12秒前
12秒前
Hello应助1111采纳,获得10
13秒前
13秒前
腾腾腾发布了新的文献求助10
13秒前
梨梨完成签到,获得积分20
14秒前
14秒前
萌帆星完成签到 ,获得积分10
15秒前
杨杨001完成签到,获得积分10
15秒前
小孟完成签到,获得积分10
15秒前
Ting发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Weekly Somapacitan is Effective and Well-Tolerated in Children with Idiopathic Short Stature: Randomised Phase 3 Trial 600
Technical Report No. 22 (Revised 2025): Process Simulation for Aseptically Filled Products 500
“Now I Have My Own Key”: The Impact of Housing Stability on Recovery and Recidivism Reduction Using a Recovery Capital Framework 500
The Red Peril Explained: Every Man, Woman & Child Affected 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5016348
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4256394
关于积分的说明 13264643
捐赠科研通 4060429
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2220848
邀请新用户注册赠送积分活动 1230087
关于科研通互助平台的介绍 1152714