They create “liquid gears” with two smooth cylinders that transmit rotation without contact/Crean “engranajes líquidos” con dos cilindros lisos que transmiten rotación sin contacto
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A gear is a type of mechanism that has two or more toothed wheels, used to transmit mechanical power from one component to another. The toothed wheel did not have a single inventor, but rather a historical evolution. Although the first gear designs are attributed to Archimedes, the oldest physical evidence of a gear system is the Antikythera Mechanism, an astronomical calculator created between 150 and 100 BC, composed of 30 bronze gears. Two thousand years later, gears are still in use with virtually no modifications.
Un engranaje es un tipo de mecanismo que tiene dos o más ruedas dentadas, que se utiliza para transmitir potencia mecánica de un componente a otro. La rueda dentada no tuvo un único inventor, sino una evolución histórica. Aunque se atribuyen los primeros diseños de engranajes a Arquímedes, la evidencia física más antigua del sistema de engranajes es el Mecanismo de Anticitera, una calculadora astronómica creada entre los años 150 y 100 a.C. compuesta por 30 engranajes de bronce. Dos mil años después los engranajes siguen utilizándose sin apenas modificaciones.
But now, a team of scientists at New York University (NYU) has developed "liquid gears," a mechanism that allows rotation to be transmitted between two components without teeth or direct physical contact, using fluid flows instead to generate movement. This innovation challenges the traditional design of gears, which has existed for thousands of years, and offers advantages such as greater durability, wear resistance, and flexibility in speed and direction control.
Pero ahora un equipo de científicos de la Universidad de Nueva York (NYU), han desarrollado "engranajes líquidos", un mecanismo que permite transmitir rotación entre dos componentes sin necesidad de dientes ni contacto físico directo, utilizando en su lugar flujos de fluidos para generar el movimiento. Esta innovación desafía el diseño tradicional de engranajes, que ha existido por miles de años, y ofrece ventajas como mayor durabilidad, resistencia al desgaste y flexibilidad en el control de la velocidad y la dirección.
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The operation is based on principles of fluid dynamics. In the experiment, two smooth cylinders called rotors are submerged in a viscous liquid, such as a mixture of glycerol and water, whose viscosity and density can be adjusted. One of the cylinders is active and is rotated by a motor, generating currents and vortices in the surrounding fluid. These currents act like "invisible teeth" that interact with the second cylinder, which is passive and free to move. To visualize the flows, small air bubbles are added to the liquid.
El funcionamiento se basa en principios de dinámica de fluidos. En el experimento, se sumergen dos cilindros lisos llamados rotores en un líquido viscoso, como una mezcla de glicerol y agua, cuya viscosidad y densidad se pueden ajustar. Uno de los cilindros es activo y se hace girar con un motor, lo que genera corrientes y vórtices en el fluido circundante. Estas corrientes actúan como "dientes invisibles" que interactúan con el segundo cilindro, que es pasivo y libre para moverse. Para visualizar los flujos, se agregan pequeñas burbujas de aire al líquido.
The behavior varies depending on the distance between the cylinders and the rotational speed of the active component. When the cylinders are very close, the rotating airflow acts like the teeth of traditional gears, "gripping" the passive rotor and causing it to rotate in the opposite direction. When they are farther apart and the rotation is faster, the airflow surrounds the passive rotor externally, similar to a belt around pulleys, causing it to rotate in the same direction. This allows control not only of the speed but also of the direction of rotation, something that is not possible with conventional mechanical gears without adding extra components.
El comportamiento varía según la distancia entre los cilindros y la velocidad de rotación del activo, cuando los cilindros están muy cerca, los flujos giratorios actúan como los dientes de engranajes tradicionales, "agarrando" el rotor pasivo y haciendo que gire en la dirección opuesta. Cuando están más separados y la rotación es más rápida, los flujos rodean externamente al rotor pasivo, similar a una correa alrededor de poleas, lo que provoca que gire en la misma dirección. Esto permite controlar no solo la velocidad, sino también la dirección de rotación, algo que no es posible con engranajes mecánicos convencionales sin agregar componentes extras.
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The main advantages of this invention are, firstly, zero wear, no mechanical friction, and no mandatory lubrication. It doesn't clog due to dirt, sand, misalignment, or defects (the fluid simply flows around). Rotation speed and direction can be adjusted (even reversed) by changing the distance, speed, or fluid properties (viscosity, density), without any extra components. Its quiet and smooth operation makes it ideal for sensitive environments.
Las ventajas principales de este invento son por una parte cero desgaste, sin fricción mecánica, sin lubricación obligatoria. No se atascan por suciedad, arena, desalineación o defectos (el fluido simplemente fluye alrededor), se puede ajustar velocidad y dirección de rotación (incluso invertirla) cambiando distancia, velocidad o propiedades del fluido (viscosidad, densidad), sin componentes extras. Tiene una operación silenciosa y suave que lo hace ideal para entornos sensibles.
In the short term, the most frequently mentioned use of this invention would be replacing rigid gears with fluid transmission, enabling the manufacture of flexible, adaptable, and safe robots for human interaction, such as soft exoskeletons, delicate manipulators, or robots that operate in irregular environments. They could create "soft" actuators that dynamically adjust their transmission ratio. In the medium term, it could influence the design of more robust and adaptable machinery, although it will not replace conventional gears in cars, watches, or heavy machinery.
A corto plazo el uso más mencionado de este invento sería reemplazar engranajes rígidos por transmisión fluida, que permite fabricar robots flexibles, adaptables y seguros para interacción humana como exoesqueletos suaves, manipuladores delicados o robots que operan en entornos irregulares. Podrían crear actuadores "blandos" que ajusten su relación de transmisión dinámicamente. A medio plazo, podría influir en diseños de maquinaria más resistente y adaptable, aunque no reemplazará engranajes convencionales en autos, relojes o maquinaria pesada.
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https://www.thebrighterside.news/post/groundbreaking-water-driven-gear-works-without-teeth-or-direct-contact/