Robot de locomoción que combina agarre suave y desplazamiento para la navegación exterior de estructuras tubulares
Autores: Mendoza, Nicolás; Haghshenas-Jaryani, Mahdi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Robot de locomoción que combina agarre suave y desplazamiento para la navegación exterior de estructuras tubulares
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Diseño
Desarrollo
Pruebas
Robot
Agarre de cuerpo blando
Locomoción de arrastre
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta el diseño, desarrollo y prueba de un robot que combina la agarre de cuerpo blando y la locomoción de arrastre para navegar objetos tubulares. Inspirado en la locomoción de escalada de serpientes naturales en objetos tubulares, el robot blando incluye módulos proximales y distales con expansión/contracción radial para agarrar los objetos y un módulo de conducción contráctil-expandible longitudinal en el medio para proporcionar un movimiento de arrastre bidireccional a lo largo de la longitud del objeto. Los módulos de agarre del robot están hechos de telas, y el módulo de arrastre está hecho de un actuador blando neumático extensible (ePSA). Se desarrollaron diseños conceptuales y modelos CAD de las partes del robot, estructuras inflables basadas en textiles y mecanismos de conducción neumática. Las partes mecánicas se fabricaron utilizando técnicas de fabricación avanzadas y convencionales. Se desarrolló una placa de control electro-neumática basada en Arduino para generar patrones cíclicos de agarre y locomoción. Diferentes patrones de refuerzo y materiales caracterizan las respuestas dinámicas de los actuadores locomotores a las presiones de entrada variables. El robot fue probado en un entorno de laboratorio para navegar un cable, y los datos recopilados se utilizaron para modificar los diseños y el software y hardware de control. Se demostró con éxito la capacidad del robot blando para navegar cables en escenarios de caminos verticales, horizontales y curvados. En comparación con el diseño inicial, la velocidad hacia adelante se mejoró tres veces.
Descripción
Este documento presenta el diseño, desarrollo y prueba de un robot que combina la agarre de cuerpo blando y la locomoción de arrastre para navegar objetos tubulares. Inspirado en la locomoción de escalada de serpientes naturales en objetos tubulares, el robot blando incluye módulos proximales y distales con expansión/contracción radial para agarrar los objetos y un módulo de conducción contráctil-expandible longitudinal en el medio para proporcionar un movimiento de arrastre bidireccional a lo largo de la longitud del objeto. Los módulos de agarre del robot están hechos de telas, y el módulo de arrastre está hecho de un actuador blando neumático extensible (ePSA). Se desarrollaron diseños conceptuales y modelos CAD de las partes del robot, estructuras inflables basadas en textiles y mecanismos de conducción neumática. Las partes mecánicas se fabricaron utilizando técnicas de fabricación avanzadas y convencionales. Se desarrolló una placa de control electro-neumática basada en Arduino para generar patrones cíclicos de agarre y locomoción. Diferentes patrones de refuerzo y materiales caracterizan las respuestas dinámicas de los actuadores locomotores a las presiones de entrada variables. El robot fue probado en un entorno de laboratorio para navegar un cable, y los datos recopilados se utilizaron para modificar los diseños y el software y hardware de control. Se demostró con éxito la capacidad del robot blando para navegar cables en escenarios de caminos verticales, horizontales y curvados. En comparación con el diseño inicial, la velocidad hacia adelante se mejoró tres veces.