Specialdesignade vakuumsugenheter tillåter människor att klättra på väggar. Forskare har utvecklat en sugenhet som kan användas på grova ytor, oavsett hur texturerat, och som har tillämpningar i utvecklingen av klätterrobotar och robotarmar med greppförmåga.

Traditionella metoder för vakuumsug och tidigare vakuumsuganordningar kan inte upprätthålla suget på ojämna ytor på grund av vakuumläckage, vilket leder till sugfel.

Forskarna Xin Li och Kaige Shi utvecklade en nolltrycksskillnadsmetod (ZPD) för att förbättra utvecklingen av vakuumsugenheter. Deras metod övervann läckagebegränsningar genom att använda en höghastighetsroterande vattenring mellan ytan och sugkoppen för att upprätthålla vakuumet. De diskuterar sitt arbete i veckans Vätskans fysik .

"Det finns många tillämpningar av vår design, men vi tror att väggklättringsroboten kommer att vara den mest användbara, "sa Li." Jämfört med andra väggklättrande robotar, roboten med vår ZPD-baserade sugenhet uppnår överraskande förbättringar i prestanda."

Centrifugalkraften hos det roterande vattnet eliminerar tryckskillnaden vid gränsen för vakuumzonen för att förhindra vakuumläckage. Den kan upprätthålla ett högt vakuumtryck inuti sugkoppen.

Deras ZPD-insugningsenhet är energieffektiv och mindre och lättare än traditionella sugaggregat. Forskarna testade sin enhet med tre olika sugstorlekar och tillämpningar:på en robotarm för att greppa och hantera föremål, på en hexapod väggklättringsrobot och som en Spider-Man-liknande väggklättringsanordning.

"Nästa steg i denna forskning är att minska vattenförbrukningen. Om vattenförbrukningen kan minskas, sugenheten kommer att arbeta mycket länge med lite vatten så att väggklättringsroboten kan bära sitt eget vatten istället för att vara ansluten till en försörjning, "sa Li.