Absorción de impactos para la locomoción con patas a través del control de rigidez de las piernas magnetorheológicas
Autores: Christie, Matthew Daniel; Sun, Shuaishuai; Deng, Lei; Du, Haiping; Zhang, Shiwu; Li, Weihua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Absorción de impactos para la locomoción con patas a través del control de rigidez de las piernas magnetorheológicas
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Rendimiento
Basado en fluidos magnetorheológicos
Rigidez
Amortiguación
Fuerzas de impacto
Robots con patas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo de este estudio fue evaluar el rendimiento de un actuador de pierna basado en un fluido magnetorheológico con rigidez variable bajo fuerzas de impacto altas a través de la sintonización y control óptimos de las propiedades de rigidez y amortiguamiento. Para lograr esto, se realizaron experimentos de prueba de caída con la pierna a diversas alturas de caída y masas de carga. Los resultados mostraron que, si bien una menor rigidez y un mayor amortiguamiento pueden llevar a fuerzas de impacto más bajas y una mayor disipación de energía, respectivamente, el control óptimo también puede proteger la pierna de deflexionarse más allá de su rango funcional. La comparación con una pierna rígida con mayor amortiguamiento mostró una reducción del 57.5% en la fuerza de impacto, mientras que una pierna más flexible con menor amortiguamiento resultó en una reducción del 61.4%. Estos hallazgos demuestran la importancia de considerar tanto la rigidez como el amortiguamiento en el diseño de robots con patas para la resistencia a fuerzas de impacto altas. Esto destaca simultáneamente la eficacia del diseño de pierna propuesto basado en fluido magnetorheológico para este propósito.
Descripción
El objetivo de este estudio fue evaluar el rendimiento de un actuador de pierna basado en un fluido magnetorheológico con rigidez variable bajo fuerzas de impacto altas a través de la sintonización y control óptimos de las propiedades de rigidez y amortiguamiento. Para lograr esto, se realizaron experimentos de prueba de caída con la pierna a diversas alturas de caída y masas de carga. Los resultados mostraron que, si bien una menor rigidez y un mayor amortiguamiento pueden llevar a fuerzas de impacto más bajas y una mayor disipación de energía, respectivamente, el control óptimo también puede proteger la pierna de deflexionarse más allá de su rango funcional. La comparación con una pierna rígida con mayor amortiguamiento mostró una reducción del 57.5% en la fuerza de impacto, mientras que una pierna más flexible con menor amortiguamiento resultó en una reducción del 61.4%. Estos hallazgos demuestran la importancia de considerar tanto la rigidez como el amortiguamiento en el diseño de robots con patas para la resistencia a fuerzas de impacto altas. Esto destaca simultáneamente la eficacia del diseño de pierna propuesto basado en fluido magnetorheológico para este propósito.