Onderzoekers Xin Li en Kaige Shi hebben een nuldrukverschilmethode (ZPD) ontwikkeld die de ontwikkeling van vacuümzuigers kan verbeteren. Speciaal ontworpen afzuigunits stellen mensen in staat gemakkelijk muren op te klimmen. De afzuigunits kunnen worden gebruikt op ruwe oppervlakken en gestructureerde muren, wat nuttig zal zijn bij de ontwikkeling van klimrobots en robotarmen met grijpmogelijkheden.
De conventionele afzuigmethoden hebben moeite om de zuig- / trekkracht op ruwe oppervlakken te behouden als gevolg van vacuümlekkage, wat leidt tot zuigstoringen. De nieuwe techniek maakt gebruik van een met hoge snelheid roterende waterring tussen het oppervlak en de zuignap van het apparaat, die een middelpuntvliedende kracht creëert voor het vastgrijpen van ruwe oppervlakken. De middelpuntvliedende kracht van het roterende water heft het drukverschil op aan de grens van de vacuümzone en het oppervlak, waardoor vacuümlekkage wordt voorkomen.
Zoals hierboven getoond, wordt een debietmeter gebruikt om het inlaatwaterdebiet te detecteren. Het water in de vacuümkamer lekt door de radiale groeven of door het extra stroompad dat wordt bestuurd door de aan / uit-klep. Het vermogen van de vacuümpomp kan worden aangepast, zodat de snelheid kan worden gewijzigd. De snelheidsregelaar kan de rotatiesnelheid regelen tot de gevraagde waarde. De tijdelijke rotatiesnelheid kan worden afgelezen van de snelheidsregelaar. Meer details zijn te vinden in de vacuümzuigeenheid op basis van het artikel over de nuldrukverschilmethode dat is gepubliceerd over de fysica van vloeistoffen.
Vergeleken met andere muurklimmende robots, bereikt de robot met onze op ZPD gebaseerde afzuigunit verrassende prestatieverbeteringen. De ZPD-afzuigunit is zeer energiezuinig en kleiner / lichter in vergelijking met traditionele afzuigunits. De wetenschappers testten de ZPD-unit met drie verschillende zuiggroottes en toepassingen: op een robotarm om objecten vast te pakken en te hanteren, op een hexapod muurklimmende robot en als een Spider-Man-achtig muurklimtoestel.
In de toekomst willen de onderzoekers het waterverbruik verminderen, zodat de afzuigunit langdurig met een kleine hoeveelheid water werkt en de muurklimmende robots hun water kunnen dragen in plaats van te vertrouwen op aangesloten watervoorziening.