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Diseño y Evaluación Experimental de Múltiples Reductores Impresos en 3D para Exoesqueletos Portátiles

Autores: Bezzini, Riccardo; Bassani, Giulia; Avizzano, Carlo Alberto; Filippeschi, Alessandro

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 9

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los recientes avances en exoesqueletos portátiles han destacado su efectividad en la asistencia a humanos tanto para fines de rehabilitación como de aumento. Estos dispositivos interactúan con el usuario; por lo tanto, sus actuadores y mecanismos de transmisión de potencia son cruciales para mejorar la interacción física humano-robot (pHRI). El avance de la tecnología de impresión 3D como un método valioso para crear cajas de engranajes ligeras y eficientes permite la exploración de múltiples diseños de reductores. Sin embargo, hasta donde saben los autores, solo se han reportado implementaciones esporádicas con relaciones de reducción relativamente bajas, y las respectivas validaciones experimentales suelen variar, lo que impide una evaluación completa de las diferentes opciones de diseño e implementación. En este artículo, diseñamos, desarrollamos y examinamos experimentalmente múltiples cajas de engranajes impresas en 3D concebidas para dispositivos asistenciales portátiles. Se comparan dos relaciones de transmisión relevantes (1:30 y 1:80) y múltiples diseños, que incluyen accionamientos cíclicos de cam compactos de una y dos etapas, cajas de engranajes planetarios compuestos y arquitecturas cíclicas y planetarias, para evaluar el valor de los reductores impresos en 3D en aplicaciones de interacción humano-robot. Los prototipos resultantes fueron examinados evaluando su peso, costo, capacidad de retroceso, fricción, regularidad de la relación de reducción, juego de engranajes y rigidez. Los resultados muestran que las cajas de engranajes desarrolladas representan alternativas valiosas para accionar exoesqueletos portátiles en múltiples aplicaciones.

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