Robot de arrastre impulsado por tendones con fricción anisotrópica programable mediante el ajuste de la curvatura fuera del plano
Autores: Kim, Hyeonsu; Cho, Sumin; Kam, Dongik; Lee, Seong Jin; Park, Seongjae; Choi, Dongwhi; Kim, Jongwoo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Robot de arrastre impulsado por tendones con fricción anisotrópica programable mediante el ajuste de la curvatura fuera del plano
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Origami
Robots que se arrastran
Fricción anisotrópica
Impulsados por tendones
Curvatura fuera del plano
Movimiento de arrastre eficiente
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Los robots de arrastre de origami, inspirados en los principios del plegado de origami, han surgido como un enfoque prometedor para desarrollar robots ligeros y flexibles capaces de navegar en espacios reducidos. Estos robots utilizan fricción anisotrópica, donde las fuerzas de fricción entre las superficies varían dependiendo de la dirección del movimiento, lo que permite un movimiento controlado al cambiar la orientación del cuerpo del robot. Si bien se han explorado varios métodos de actuación, como sistemas neumáticos y magnéticos, estos sufren de limitaciones como voluminosidad o espacio de trabajo restringido. En este artículo, proponemos un robot de arrastre impulsado por tendones que logra fricción anisotrópica al controlar su curvatura fuera del plano. Al manipular la forma del robot y su curvatura fuera del plano, podemos modular las fuerzas de fricción y permitir un movimiento de arrastre eficiente. Para maximizar la fricción anisotrópica, diseñamos una película de contacto asimétrica compuesta de elastómero y poliéster. Analizamos la relación entre la curvatura fuera del plano y la fuerza de fricción a través de experimentos en superficies planas y inclinadas, considerando diferentes ángulos de las patas y ángulos de inclinación de la película de contacto. Los resultados demuestran una tasa de pérdida de marcha del 1.96% para el diseño optimizado, destacando la capacidad del robot para arrastrarse de manera eficiente con tiempos de respuesta rápidos y un sistema de bajo perfil. Esta investigación contribuye al avance de los robots de arrastre basados en origami y sus posibles aplicaciones en entornos confinados y no estructurados.
Descripción
Los robots de arrastre de origami, inspirados en los principios del plegado de origami, han surgido como un enfoque prometedor para desarrollar robots ligeros y flexibles capaces de navegar en espacios reducidos. Estos robots utilizan fricción anisotrópica, donde las fuerzas de fricción entre las superficies varían dependiendo de la dirección del movimiento, lo que permite un movimiento controlado al cambiar la orientación del cuerpo del robot. Si bien se han explorado varios métodos de actuación, como sistemas neumáticos y magnéticos, estos sufren de limitaciones como voluminosidad o espacio de trabajo restringido. En este artículo, proponemos un robot de arrastre impulsado por tendones que logra fricción anisotrópica al controlar su curvatura fuera del plano. Al manipular la forma del robot y su curvatura fuera del plano, podemos modular las fuerzas de fricción y permitir un movimiento de arrastre eficiente. Para maximizar la fricción anisotrópica, diseñamos una película de contacto asimétrica compuesta de elastómero y poliéster. Analizamos la relación entre la curvatura fuera del plano y la fuerza de fricción a través de experimentos en superficies planas y inclinadas, considerando diferentes ángulos de las patas y ángulos de inclinación de la película de contacto. Los resultados demuestran una tasa de pérdida de marcha del 1.96% para el diseño optimizado, destacando la capacidad del robot para arrastrarse de manera eficiente con tiempos de respuesta rápidos y un sistema de bajo perfil. Esta investigación contribuye al avance de los robots de arrastre basados en origami y sus posibles aplicaciones en entornos confinados y no estructurados.