Forskarna Xin Li och Kaige Shi har utvecklat en ZPD- metod (zero-pressure difference) som kan förbättra utvecklingen av vakuum sugenheter. Specialdesignade sugenheter gör att människor lätt kan klättra uppför väggarna. Sugaggregaten kan användas på grova ytor och texturerade väggar, vilket kommer att vara till hjälp vid utveckling av klättringsrobotar och robotarmar med greppförmåga.
De konventionella sugmetoderna kämpar för att bibehålla sug- / dragkraft på grova ytor på grund av vakuumläckage, vilket leder till sugfel. Den nya tekniken använder en höghastighetsroterande vattenring mellan ytan och enhetens sugkopp, vilket skapar en centrifugalkraft för att gripa grova ytor. Centrifugalkraften hos det roterande vattnet avlägsnar tryckskillnaden vid vakuumzonens och ytans gräns och förhindrar vakuumläckage.
Som visas ovan används en flödesmätare för att detektera inloppsvattenflödeshastigheten. Vattnet i vakuumkammaren läcker antingen genom de radiella spåren eller genom den ytterligare flödesvägen som styrs av på-av-ventilen. Vakuumpumpens effekt kan justeras så att hastigheten kan ändras. Hastighetsregulatorn kan styra rotationshastigheten till det önskade värdet. Den övergående rotationshastigheten kan avläsas från hastighetsregulatorn. Mer information finns i vakuumsugsenheten baserat på artikeln om nolltrycksskillnadsmetod som publicerades om vätskans fysik.
Jämfört med andra väggklättrande robotar, roboten med vår ZPD baserade sugenhet uppnår överraskande förbättring i prestanda. ZPD-sugenheten är mycket energieffektiv och mindre / lättare jämfört med traditionella sugenheter. Forskarna testade ZPD-enheten med tre olika sugstorlekar och applikationer: På en robotarm för att greppa och hantera föremål, på en hexapod-väggklättringsrobot och som en Spider-Man-liknande väggklättringsanordning.
I framtiden strävar forskarna efter att minska vattenförbrukningen så att sugenheten arbetar med en liten mängd vatten under lång tid och väggklättringsrobotarna kan bära sitt vatten istället för att förlita sig på ansluten vattenförsörjning.