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Diseño Kineto-Elasto-Estático de un Mecanismo de Agarre Tipo Palillos Subactuado para un Robot de Asistencia en Comidas

Autores: Oka, Tomohiro; Solis, Jorge; Lindborg, Ann-Louise; Matsuura, Daisuke; Sugahara, Yusuke; Takeda, Yukio

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Diseño Kineto-Elasto-Estático de un Mecanismo de Agarre Tipo Palillos Subactuado para un Robot de Asistencia en Comidas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Robot de asistencia en comidas
Sistema de visión
Multi-pinza
Pinza tipo palillo
Análisis quíntico-elástico-estático
Planificación de agarre

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 27

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Nuestra investigación tiene como objetivo desarrollar un robot de asistencia para comidas con un sistema de visión y un multi-agarrador que permita a los ancianos frágiles vivir de manera más independiente. Este documento presenta el desarrollo de un agarrador tipo palillo para un robot de asistencia para comidas, que es capaz de adaptar su forma y fuerza de contacto con la comida objetivo según el tamaño y la rigidez. Al utilizar únicamente el control de posición del motor de accionamiento, se habilita la característica anterior sin depender de sensores de fuerza. El agarrador fue diseñado basado en el concepto de un mecanismo subactuado planar de 2 grados de libertad compuesto por un par de cadenas de cuatro barras que tienen un resorte de torsión en una de las juntas pasivas. Para aclarar el movimiento de agarre y la relación entre la fuerza de contacto, el tamaño y la rigidez de la comida, se llevó a cabo un análisis quineo-elasto-estático del mecanismo. Se encontró en el resultado del análisis que el mecanismo era capaz de cambiar su fuerza de agarre según la posición de contacto con el objeto objetivo, y esta característica mecánica se utilizó en su planificación de agarre en la que se determinó la posición para agarrar el objeto para realizar un sistema de control simple, y se reveló la sensibilidad de la fuerza de contacto debido al error del valor de rigidez. Usando un prototipo impreso en tres dimensiones (3D), se llevó a cabo un experimento para medir la fuerza de agarre al cambiar la posición de contacto para validar la característica del mecanismo que puede cambiar su fuerza de agarre según el tamaño y la rigidez y la fuerza de contacto a partir de los resultados del análisis. Finalmente, el prototipo del agarrador se implementó en un brazo robótico de 6 grados de libertad y se llevó a cabo un experimento para agarrar comida real para demostrar la viabilidad de la planificación de agarre propuesta.

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