Adhesión ajustable de un adhesivo seco de polímero con memoria de forma en un agarre robótico blando a través del control de rigidez
Autores: Son, ChangHee; Jeong, Subin; Lee, Sangyeop; Ferreira, Placid M.; Kim, Seok
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Adhesión ajustable de un adhesivo seco de polímero con memoria de forma en un agarre robótico blando a través del control de rigidez
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Polímero con memoria de forma
Propiedades adhesivas
Recogida y colocación robótica
Fuerza de adhesión
Adhesión seca reversible
Pinza adhesiva
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Un polímero con memoria de forma (SMP) ha sido intensamente investigado en términos de sus excepcionales características de adhesión seca reversible y aplicaciones de adhesivos inteligentes relacionadas en la última década. Sin embargo, sus propiedades adhesivas únicas rara vez se han tenido en cuenta para otras aplicaciones potenciales, como la manipulación robótica, que de otro modo podrían mejorar la manipulación robótica y contribuir a los campos relacionados. Este trabajo explora el uso de un SMP para diseñar un agarre adhesivo que recoge y coloca un objeto sólido objetivo empleando la adhesión seca reversible de un SMP. Los resultados numéricos y experimentales revelan que un diseño adhesivo SMP ideal en composición y topología puede mejorar significativamente su fuerza de adhesión y reversibilidad, lo que lleva a una fuerte fuerza de agarre y una fuerza de liberación mínima. A continuación, un análisis de densidad espectral de potencia promediada radialmente (RAPSD) demuestra que el calentamiento y enfriamiento activos con un módulo termoeléctrico Peltier (TEC) mejora sustancialmente el contacto adhesivo conformal de un SMP. Basado en estos hallazgos, se diseña, fabrica y prueba un agarre adhesivo. Notablemente, el agarre adhesivo SMP interactúa no solo con superficies planas y lisas secas, sino también con superficies moderadamente rugosas e incluso húmedas para recoger y colocar, mostrando una alta fuerza de adhesión (>2 atmósferas estándar) que es comparable o supera a la de otros agarres de contacto de superficie única, como los de vacío, electromagnéticos, electroadhesivos y de gecko. Por último, se destaca la versatilidad y utilidad del agarre adhesivo SMP a través de diversas demostraciones de recogida y colocación. También se presentan estudios asociados sobre mecanismos físicos, mecánica adhesiva SMP y condiciones térmicas.
Descripción
Un polímero con memoria de forma (SMP) ha sido intensamente investigado en términos de sus excepcionales características de adhesión seca reversible y aplicaciones de adhesivos inteligentes relacionadas en la última década. Sin embargo, sus propiedades adhesivas únicas rara vez se han tenido en cuenta para otras aplicaciones potenciales, como la manipulación robótica, que de otro modo podrían mejorar la manipulación robótica y contribuir a los campos relacionados. Este trabajo explora el uso de un SMP para diseñar un agarre adhesivo que recoge y coloca un objeto sólido objetivo empleando la adhesión seca reversible de un SMP. Los resultados numéricos y experimentales revelan que un diseño adhesivo SMP ideal en composición y topología puede mejorar significativamente su fuerza de adhesión y reversibilidad, lo que lleva a una fuerte fuerza de agarre y una fuerza de liberación mínima. A continuación, un análisis de densidad espectral de potencia promediada radialmente (RAPSD) demuestra que el calentamiento y enfriamiento activos con un módulo termoeléctrico Peltier (TEC) mejora sustancialmente el contacto adhesivo conformal de un SMP. Basado en estos hallazgos, se diseña, fabrica y prueba un agarre adhesivo. Notablemente, el agarre adhesivo SMP interactúa no solo con superficies planas y lisas secas, sino también con superficies moderadamente rugosas e incluso húmedas para recoger y colocar, mostrando una alta fuerza de adhesión (>2 atmósferas estándar) que es comparable o supera a la de otros agarres de contacto de superficie única, como los de vacío, electromagnéticos, electroadhesivos y de gecko. Por último, se destaca la versatilidad y utilidad del agarre adhesivo SMP a través de diversas demostraciones de recogida y colocación. También se presentan estudios asociados sobre mecanismos físicos, mecánica adhesiva SMP y condiciones térmicas.