Un mano diestra subactuada con articulaciones novedosas de bloqueo bidireccional para múltiples trayectorias de movimiento activo de la yema de los dedos
Autores: Zhang, Daode; He, Ziwen; Ding, Zican; Yang, Zhiyong; Zhang, Wei; Pan, Yanyu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un mano diestra subactuada con articulaciones novedosas de bloqueo bidireccional para múltiples trayectorias de movimiento activo de la yema de los dedos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Propone
Mano hábil subactuada
Articulaciones bidireccionales autobloqueantes
Trayectorias de movimiento de la punta de los dedos
Modelo mecánico
Trayectorias de movimiento activo de la punta de los dedos
Adaptabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone una mano hábil subactuada con articulaciones novedosas de auto-bloqueo bidireccionales (BSJs) que permiten múltiples trayectorias de movimiento de la punta de los dedos. El diseño de BSJ integra una rueda de bloqueo, cremallera, paredes laterales del dedo y un actuador electromagnético de auto-sujeción, combinando la transmisión de cremallera y piñón con los principios de auto-bloqueo por fricción. Basándose en el concepto de BSJ, se desarrolla una mano hábil subactuada. El estudio comienza con un análisis del ángulo de desviación de BSJ, estableciendo el ángulo de desviación mínimo crítico para su funcionamiento. Se formula un modelo mecánico detallado de un BSJ y se analizan cuantitativamente sus parámetros para determinar un coeficiente de fricción estática seguro (0.177). Se diseñan cinco modos de movimiento de los dedos distintos y el análisis cinemático se centra en el dedo índice y la generación de 57 trayectorias de movimiento activo de la punta de los dedos únicas. La validación experimental incluyó pruebas de rendimiento de un solo dedo que confirmaron la diversidad de trayectorias de la punta de los dedos y la capacidad de la mano para soportar cargas en ambas direcciones, hacia adelante y hacia atrás. A través de experimentos de agarre de sobre y precisión, la mano hábil demostró su adaptabilidad y capacidad para agarrar objetos de diversos tamaños y formas, como fresas, manzanas, tarjetas de identificación de estudiantes y botellas de agua. Esta capacidad subraya su potencial para una amplia gama de aplicaciones, desde manos protésicas para rehabilitación, donde la precisión y la adaptabilidad son clave, hasta manos robóticas en la automatización industrial, ofreciendo flexibilidad en tareas diversas.
Descripción
Este documento propone una mano hábil subactuada con articulaciones novedosas de auto-bloqueo bidireccionales (BSJs) que permiten múltiples trayectorias de movimiento de la punta de los dedos. El diseño de BSJ integra una rueda de bloqueo, cremallera, paredes laterales del dedo y un actuador electromagnético de auto-sujeción, combinando la transmisión de cremallera y piñón con los principios de auto-bloqueo por fricción. Basándose en el concepto de BSJ, se desarrolla una mano hábil subactuada. El estudio comienza con un análisis del ángulo de desviación de BSJ, estableciendo el ángulo de desviación mínimo crítico para su funcionamiento. Se formula un modelo mecánico detallado de un BSJ y se analizan cuantitativamente sus parámetros para determinar un coeficiente de fricción estática seguro (0.177). Se diseñan cinco modos de movimiento de los dedos distintos y el análisis cinemático se centra en el dedo índice y la generación de 57 trayectorias de movimiento activo de la punta de los dedos únicas. La validación experimental incluyó pruebas de rendimiento de un solo dedo que confirmaron la diversidad de trayectorias de la punta de los dedos y la capacidad de la mano para soportar cargas en ambas direcciones, hacia adelante y hacia atrás. A través de experimentos de agarre de sobre y precisión, la mano hábil demostró su adaptabilidad y capacidad para agarrar objetos de diversos tamaños y formas, como fresas, manzanas, tarjetas de identificación de estudiantes y botellas de agua. Esta capacidad subraya su potencial para una amplia gama de aplicaciones, desde manos protésicas para rehabilitación, donde la precisión y la adaptabilidad son clave, hasta manos robóticas en la automatización industrial, ofreciendo flexibilidad en tareas diversas.