El desarrollo de sensores de estiramiento altamente flexibles para una mano robótica
Autores: Devaraj, Harish; Giffney, Tim; Petit, Adeline; Assadian, Mahtab; Aw, Kean
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
El desarrollo de sensores de estiramiento altamente flexibles para una mano robótica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Materiales a base de carbono
Sensores mecánicos
Sensores de estiramiento
Manos robóticas
Nanotubos de carbono
Electrónica portátil
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
La demanda de sensores mecánicos altamente conformables para su uso en los campos de la robótica y la electrónica portátil ha ido en constante aumento en tiempos recientes. Los materiales a base de carbono, y especialmente los nanotubos de carbono, han sido ampliamente estudiados como un medio de detección piezorresistivo candidato en estos dispositivos debido a su favorable morfología estructural. En este trabajo se utilizaron tres materiales a base de carbono diferentes, a saber, negro de carbono, nano-placas de grafeno y nanotubos de carbono de múltiples paredes, como sensores de gran deformación capaces de medir estiramientos superiores al 250%. Estos sensores de estiramiento pueden ser utilizados en manos/brazos robóticos para determinar la posición angular de las articulaciones. También se llevó a cabo un análisis para comprender el efecto de las morfologías de las partículas de carbono en la respuesta electromecánica de los sensores. Se obtuvieron sensores con factores de calibración que oscilan entre uno y 1.75 para deformaciones de hasta el 200%. Entre estos sensores, se encontró que los sensores de estiramiento con un compuesto de negro de carbono/silicona tenían el factor de calibración más alto, demostrando una histéresis aceptable en la mayoría de las aplicaciones de manos robóticas. Los sensores de estiramiento altamente flexibles demostrados en este trabajo muestran altos niveles de conformidad y adaptación, lo que los convierte en candidatos ideales como sensores para robótica blanda.
Descripción
La demanda de sensores mecánicos altamente conformables para su uso en los campos de la robótica y la electrónica portátil ha ido en constante aumento en tiempos recientes. Los materiales a base de carbono, y especialmente los nanotubos de carbono, han sido ampliamente estudiados como un medio de detección piezorresistivo candidato en estos dispositivos debido a su favorable morfología estructural. En este trabajo se utilizaron tres materiales a base de carbono diferentes, a saber, negro de carbono, nano-placas de grafeno y nanotubos de carbono de múltiples paredes, como sensores de gran deformación capaces de medir estiramientos superiores al 250%. Estos sensores de estiramiento pueden ser utilizados en manos/brazos robóticos para determinar la posición angular de las articulaciones. También se llevó a cabo un análisis para comprender el efecto de las morfologías de las partículas de carbono en la respuesta electromecánica de los sensores. Se obtuvieron sensores con factores de calibración que oscilan entre uno y 1.75 para deformaciones de hasta el 200%. Entre estos sensores, se encontró que los sensores de estiramiento con un compuesto de negro de carbono/silicona tenían el factor de calibración más alto, demostrando una histéresis aceptable en la mayoría de las aplicaciones de manos robóticas. Los sensores de estiramiento altamente flexibles demostrados en este trabajo muestran altos niveles de conformidad y adaptación, lo que los convierte en candidatos ideales como sensores para robótica blanda.