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Un Módulo de Desacoplamiento Basado en un Mecanismo de Equilibrio Geométrico para Mitigar la Variación de Longitud de Cable en Aplicaciones Impulsadas por Cables

Autores: Nguyen, Van Pho; Dhyan, Sunil Bohra; Chow, Wai Tuck

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Un Módulo de Desacoplamiento Basado en un Mecanismo de Equilibrio Geométrico para Mitigar la Variación de Longitud de Cable en Aplicaciones Impulsadas por Cables


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Cable
Mecanismos
Poleas
Tensión
Estabilidad
Durabilidad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los mecanismos impulsados por cables son cada vez más populares en aplicaciones que requieren un funcionamiento de baja inercia. Sin embargo, problemas como el aflojamiento del cable, que conduce a una reducción de la durabilidad y estabilidad con el uso a largo plazo, no se han abordado completamente en estudios anteriores. Este artículo presenta un diseño novedoso para un mecanismo de desacoplamiento basado en el principio de equilibrio geométrico. El mecanismo incorpora tres poleas: principal, menor y guía, montadas en una estructura de paralelogramo. El cable pasa sobre estas poleas y una polea de codo con tensión constante, mantenida a través de un equilibrio entre los radios de las poleas y el grosor y radio del cable. Se desarrolló un modelo teórico para estimar las desviaciones en la tensión del cable dentro de este diseño, considerando parámetros geométricos generales y coeficientes de fricción. En el montaje experimental, la polea principal tenía un radio de 15 mm, mientras que las poleas menor, guía y de codo tenían radios de 7 mm, y se utilizó un cable Dyneema de 1 mm de radio. Los resultados demostraron que el mecanismo de desacoplamiento mantenía una longitud y tensión del cable consistentes con una mínima desviación a medida que los dos eslabones rotaban de ángulos pequeños a grandes. Además, una fuerte correlación entre las estimaciones teóricas y la validación experimental confirmó que la tensión del cable se mantenía estable en ambos extremos cuando el mecanismo de desacoplamiento se integraba en el sistema original. Esta investigación mejora la estabilidad y durabilidad de los mecanismos impulsados por cables, al tiempo que ofrece una solución compacta y precisa adaptable a una amplia gama de aplicaciones, incluyendo robótica, maquinaria y otros dispositivos.

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