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Extensión de la Teoría de Fuerza Resistiva Granular para Suelo de Arena Húmeda Saturada

Autores: Ma, Xinmeng; Wang, Gang; Liu, Kaixin; Chen, Xi; Wang, Jixin; Pan, Biye; Wang, Liquan

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Extensión de la Teoría de Fuerza Resistiva Granular para Suelo de Arena Húmeda Saturada


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Medios granulares
Agua
Leyes de fuerza
Piernas robóticas
Medios granulares saturados y húmedos
Teoría de la fuerza resistiva

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 22

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los entornos anfibios formados por arena y agua presentan un desafío formidable para el movimiento de carrera de los robots de campo, ya que la mezcla de medios granulares (MG) y agua complica las leyes de fuerza de las patas robóticas durante la carrera del robot. Con este fin, extendimos la teoría de fuerza resistiva granular (RFT) a medios granulares húmedos saturados, denominada RFT granular saturada (SGRFT), que puede ser adecuada para arena húmeda saturada sumergida en agua. Este método puede extender la RFT para MG secos a medios granulares húmedos saturados (SWGM) utilizando el coeficiente de velocidad y profundidad del método. Se probaron, compararon y analizaron las leyes de fuerza de las patas robóticas en MG secos y SWGM. Se calculó la diferencia en las leyes de fuerza entre los dos tipos de medios, desde la sensibilidad a la velocidad (10 mm/s~50 mm/s) y la profundidad (0~60 mm). Más del 70% de los resultados de predicción de la fuerza resistiva horizontal utilizando SGRFT tienen un error de menos del 6%. La efectividad de la SGRFT en robots con patas se demuestra mediante simulaciones y pruebas de tres tipos de patas. La diferencia en las leyes de fuerza al correr se demuestra mediante los experimentos del robot equipado con la pata de hélice en MG secos y SWGM, lo cual es vital para los robots anfibios que trabajan en entornos de bancos (incluyendo terrenos de MG secos y SWGM).

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