Un robot tipo gusano de una sola articulación inspirado en la navegación geomagnética
Autores: Mei, Dong; Zhao, Xin; Tang, Gangqiang; Wang, Jianfeng; Zhao, Chun; Li, Chunxu; Wang, Yanjie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un robot tipo gusano de una sola articulación inspirado en la navegación geomagnética
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Imán
Robot
Fuelle
Movimiento
Neumático
Tubería
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Inspirados en la identificación de direcciones a través del campo geomagnético para las aves migratorias, en este trabajo, propusimos y fabricamos un robot tipo gusano de una sola articulación a escala de centímetros, cuyo movimiento podría ser fácilmente guiado por un imán. El robot consiste en un fuelle deformable neumático y un imán permanente fijado en la cabeza del fuelle que generará fuerza magnética y fricción. En primer lugar, para aclarar el mecanismo de actuación, derivamos la relación entre la elongación de los fuelles y la presión del aire a través del modelo constitutivo de Yeoh, que se utilizó para optimizar los parámetros estructurales del fuelle. Luego, se introdujo el método de fundición para fabricar el fuelle de silicona con un tamaño de 20 mm de diámetro y 28 mm de longitud. El error de fabricación del fuelle fue evaluado mediante tecnología de escaneo láser 3D. Posteriormente, se analizó la postura de movimiento del robot considerando la fuerza y el estado de movimiento correspondiente, y se estableció el modelo de análisis mediante la teoría de la mecánica. Los resultados experimentales muestran que la velocidad máxima del robot tipo gusano puede alcanzar 9.6 mm/s sobre cartón. Mientras tanto, exhibe una excelente adaptabilidad ambiental que le permite moverse en tuberías con un diámetro de 21 mm, 32 mm, 40 mm y 50 mm, y en superficies con diferentes rugosidades. Además, el movimiento del robot fue guiado con éxito bajo la presencia del campo magnético, lo que muestra un gran potencial para aplicaciones de detección en tuberías.
Descripción
Inspirados en la identificación de direcciones a través del campo geomagnético para las aves migratorias, en este trabajo, propusimos y fabricamos un robot tipo gusano de una sola articulación a escala de centímetros, cuyo movimiento podría ser fácilmente guiado por un imán. El robot consiste en un fuelle deformable neumático y un imán permanente fijado en la cabeza del fuelle que generará fuerza magnética y fricción. En primer lugar, para aclarar el mecanismo de actuación, derivamos la relación entre la elongación de los fuelles y la presión del aire a través del modelo constitutivo de Yeoh, que se utilizó para optimizar los parámetros estructurales del fuelle. Luego, se introdujo el método de fundición para fabricar el fuelle de silicona con un tamaño de 20 mm de diámetro y 28 mm de longitud. El error de fabricación del fuelle fue evaluado mediante tecnología de escaneo láser 3D. Posteriormente, se analizó la postura de movimiento del robot considerando la fuerza y el estado de movimiento correspondiente, y se estableció el modelo de análisis mediante la teoría de la mecánica. Los resultados experimentales muestran que la velocidad máxima del robot tipo gusano puede alcanzar 9.6 mm/s sobre cartón. Mientras tanto, exhibe una excelente adaptabilidad ambiental que le permite moverse en tuberías con un diámetro de 21 mm, 32 mm, 40 mm y 50 mm, y en superficies con diferentes rugosidades. Además, el movimiento del robot fue guiado con éxito bajo la presencia del campo magnético, lo que muestra un gran potencial para aplicaciones de detección en tuberías.