Diseño mecánico, fabricación y prueba de un actuador neumático blando con un refuerzo modular reconfigurable
Autores: Antonelli, Michele Gabrio; Beomonte Zobel, Pierluigi; Mattei, Enrico; Stampone, Nicola
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño mecánico, fabricación y prueba de un actuador neumático blando con un refuerzo modular reconfigurable
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Actuadores suaves
Robótica blanda
Reconfigurable
Actuador neumático
Fabricación
Pruebas experimentales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Los actuadores suaves han permitido el crecimiento de la robótica blanda, superando varias desventajas de la robótica rígida al proporcionar dispositivos con muchos grados de libertad y la capacidad de agarrar, doblar, mover, saltar y más. La reconfiguración del espacio de trabajo sigue siendo una limitación de estos actuadores. De hecho, una vez que el actuador está diseñado y desarrollado, se utiliza para una tarea específica. Este trabajo presenta un actuador neumático suave reconfigurable con un novedoso refuerzo modular reconfigurable. Este último está envuelto alrededor de un tubo interno de goma de silicona y está hecho de componentes cuya ensamblaje puede configurarse según la tarea. Se identifica una formulación mediante un enfoque híbrido basado en análisis de elementos finitos y metodología de superficie de respuesta para predecir y diseñar el comportamiento del actuador. El prototipado reveló la facilidad de fabricación y reconfigurabilidad como la fortaleza de este nuevo actuador. Las pruebas experimentales demostraron la viabilidad de adoptar el actuador como un dedo en un agarre para manipular y mover objetos de diferentes formas, masas y rigidez. Además, el rendimiento evaluado muestra un buen equilibrio entre masa, fuerza desarrollada, tiempo de implementación, fácil reconfigurabilidad y rentabilidad.
Descripción
Los actuadores suaves han permitido el crecimiento de la robótica blanda, superando varias desventajas de la robótica rígida al proporcionar dispositivos con muchos grados de libertad y la capacidad de agarrar, doblar, mover, saltar y más. La reconfiguración del espacio de trabajo sigue siendo una limitación de estos actuadores. De hecho, una vez que el actuador está diseñado y desarrollado, se utiliza para una tarea específica. Este trabajo presenta un actuador neumático suave reconfigurable con un novedoso refuerzo modular reconfigurable. Este último está envuelto alrededor de un tubo interno de goma de silicona y está hecho de componentes cuya ensamblaje puede configurarse según la tarea. Se identifica una formulación mediante un enfoque híbrido basado en análisis de elementos finitos y metodología de superficie de respuesta para predecir y diseñar el comportamiento del actuador. El prototipado reveló la facilidad de fabricación y reconfigurabilidad como la fortaleza de este nuevo actuador. Las pruebas experimentales demostraron la viabilidad de adoptar el actuador como un dedo en un agarre para manipular y mover objetos de diferentes formas, masas y rigidez. Además, el rendimiento evaluado muestra un buen equilibrio entre masa, fuerza desarrollada, tiempo de implementación, fácil reconfigurabilidad y rentabilidad.