Una mano robótica de un solo actuador, impulsada por cable y autónoma, diseñada para agarres adaptativos
Autores: Nikafrooz, Negin; Leonessa, Alexander
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Mano robótica
Características de diseño
Accionada por cables
Grados de libertad
Agarres de potencia
Sistema de transmisión de potencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 45
Citaciones: Sin citaciones
Desarrollar una mano robótica diestro que imite los movimientos naturales de la mano humana es un desafío debido a la complicada anatomía de la mano. Un diseño práctico debe abordar varios requisitos, que a menudo son conflictivos y obligan al diseñador a priorizar las principales características del diseño para una aplicación dada. Por lo tanto, en los diseños existentes, los requisitos solo se satisfacen parcialmente, lo que lleva a soluciones complicadas y voluminosas. Para abordar esta brecha, se presenta en este trabajo una mano robótica novel, de un solo actuador, impulsada por cables y autónoma. Esta mano robótica de cinco dedos soporta 19 grados de libertad (DOFs) y puede realizar una amplia gama de agarres de precisión y potencia. La estructura externa de los dedos y el pulgar está inspirada en la Pisa/IIT SoftHand, mientras que se implementan modificaciones importantes para disminuir significativamente el número de partes y el efecto de fricción. La configuración del cable se inspira en la estructura de los tendones de la anatomía de la mano. Además, se presenta en este trabajo un novedoso sistema de transmisión de potencia. Este mecanismo aborda la compacidad y la subactuación, mientras asegura una distribución adecuada de la fuerza a través de los dedos y el pulgar. Además, este sistema de transmisión de potencia puede lograr agarres adaptativos de objetos con geometrías desconocidas, lo que simplifica significativamente los sistemas sensoriales y de control. Se fabrica un prototipo impreso en 3D del diseño propuesto y se evalúa su funcionalidad básica a través de simulaciones y experimentos.
Descripción
Desarrollar una mano robótica diestro que imite los movimientos naturales de la mano humana es un desafío debido a la complicada anatomía de la mano. Un diseño práctico debe abordar varios requisitos, que a menudo son conflictivos y obligan al diseñador a priorizar las principales características del diseño para una aplicación dada. Por lo tanto, en los diseños existentes, los requisitos solo se satisfacen parcialmente, lo que lleva a soluciones complicadas y voluminosas. Para abordar esta brecha, se presenta en este trabajo una mano robótica novel, de un solo actuador, impulsada por cables y autónoma. Esta mano robótica de cinco dedos soporta 19 grados de libertad (DOFs) y puede realizar una amplia gama de agarres de precisión y potencia. La estructura externa de los dedos y el pulgar está inspirada en la Pisa/IIT SoftHand, mientras que se implementan modificaciones importantes para disminuir significativamente el número de partes y el efecto de fricción. La configuración del cable se inspira en la estructura de los tendones de la anatomía de la mano. Además, se presenta en este trabajo un novedoso sistema de transmisión de potencia. Este mecanismo aborda la compacidad y la subactuación, mientras asegura una distribución adecuada de la fuerza a través de los dedos y el pulgar. Además, este sistema de transmisión de potencia puede lograr agarres adaptativos de objetos con geometrías desconocidas, lo que simplifica significativamente los sistemas sensoriales y de control. Se fabrica un prototipo impreso en 3D del diseño propuesto y se evalúa su funcionalidad básica a través de simulaciones y experimentos.