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
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
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.
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.