Un actuador electrostático en forma de arco para locomoción de múltiples patas
Autores: Seki, Yusuke; Yamamoto, Akio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un actuador electrostático en forma de arco para locomoción de múltiples patas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Actuador
Movimiento de piernas no recíproco
Actuador electrostático
Trayectoria
Prototipo
Microlocomoción multipedal.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Un actuador simple para crear un movimiento de pierna no recíproco es imperativo para realizar un mecanismo de micro-locomoción de múltiples patas. Este trabajo se centra en un actuador electrostático en forma de arco como un actuador candidato y propone el protocolo de operación para realizar una trayectoria no recíproca. El actuador consiste en dos láminas duras y flexibles y una pierna unida a la lámina flexible. La lámina flexible se deforma a través de un movimiento de cierre electrostático que cambia la altura y/o el ángulo de la pierna unida. El prototipo fabricado pesaba 0.1 g y oscilaba alrededor de 15 grados con un voltaje aplicado de 1000 V. La fuerza de oscilación superó los 5 mN, cinco veces la fuerza gravitacional sobre el peso del actuador. Se encontraron grandes desviaciones de rendimiento entre los prototipos, que se debieron al proceso de fabricación manual y a las condiciones variables del aceite de silicona inyectado en la brecha. La medición de la trayectoria mostró que la punta de la pierna se movía a lo largo de una trayectoria no recíproca con un desplazamiento vertical de aproximadamente 0.3 mm entre los movimientos hacia adelante y hacia atrás. El mecanismo de locomoción del prototipo que utiliza cuatro actuadores demostró con éxito movimientos hacia adelante y hacia atrás con el movimiento de oscilación no recíproco de las cuatro patas. La velocidad de locomoción observada fue de aproximadamente 0.3 mm/s. Aunque la velocidad estaba limitada, los resultados mostraron el potencial del actuador para su uso en sistemas de micro-locomoción de múltiples patas.
Descripción
Un actuador simple para crear un movimiento de pierna no recíproco es imperativo para realizar un mecanismo de micro-locomoción de múltiples patas. Este trabajo se centra en un actuador electrostático en forma de arco como un actuador candidato y propone el protocolo de operación para realizar una trayectoria no recíproca. El actuador consiste en dos láminas duras y flexibles y una pierna unida a la lámina flexible. La lámina flexible se deforma a través de un movimiento de cierre electrostático que cambia la altura y/o el ángulo de la pierna unida. El prototipo fabricado pesaba 0.1 g y oscilaba alrededor de 15 grados con un voltaje aplicado de 1000 V. La fuerza de oscilación superó los 5 mN, cinco veces la fuerza gravitacional sobre el peso del actuador. Se encontraron grandes desviaciones de rendimiento entre los prototipos, que se debieron al proceso de fabricación manual y a las condiciones variables del aceite de silicona inyectado en la brecha. La medición de la trayectoria mostró que la punta de la pierna se movía a lo largo de una trayectoria no recíproca con un desplazamiento vertical de aproximadamente 0.3 mm entre los movimientos hacia adelante y hacia atrás. El mecanismo de locomoción del prototipo que utiliza cuatro actuadores demostró con éxito movimientos hacia adelante y hacia atrás con el movimiento de oscilación no recíproco de las cuatro patas. La velocidad de locomoción observada fue de aproximadamente 0.3 mm/s. Aunque la velocidad estaba limitada, los resultados mostraron el potencial del actuador para su uso en sistemas de micro-locomoción de múltiples patas.