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Mecanismo de locomoción de robot de extremidad abierta con rodillos esféricos y adaptación de diámetro

Autores: Tobar-Subía-Contento, Luz M.; Mandow, Anthony; Gómez-de-Gabriel, Jesús M.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 10

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El rápido desarrollo de tecnologías portátiles está aumentando el interés de investigación en robótica corporal, donde los robots reubicables pueden servir como interfaces hápticas, apoyar mediciones de salud o asistir en actividades diarias. Sin embargo, la robótica móvil corporal presenta desafíos en aspectos como la locomoción estable y el control. Este artículo propone un nuevo diseño de robot pequeño para moverse sobre extremidades humanas que consiste en un mecanismo de agarre abierto con un enlace de resorte, donde un lado sostiene una base de tracción diferencial pivotante (PDDB) con dos rodillos esféricos, y el otro lado sostiene un rodillo actuado para el agarre y la estabilización. Los rodillos esféricos mantienen contacto en tres puntos de la extremidad, optimizando la estabilidad con un número mínimo de rodillos e integrando motores de corriente continua en su interior. Las ruedas del PDDB (rodillos esféricos) permiten cambios de dirección en las superficies de las extremidades. La combinación del mecanismo abierto, el PDDB y los rodillos esféricos permite la adaptabilidad a las variaciones de diámetro a lo largo de la extremidad. Además, el mecanismo se puede poner o quitar fácilmente en cualquier punto a lo largo de la extremidad, eliminando la necesidad de deslizar el robot sobre la mano o el pie. Se ha desarrollado el modelo cinemático para el mecanismo propuesto. Se propone una estrategia de control en cascada con un bucle externo para un agarre estable y un bucle interno para ajustes de trayectoria utilizando las velocidades de los rodillos del PDDB. Se ha construido un prototipo de robot en la extremidad para probar su aplicabilidad en brazos humanos. Los resultados de simulación y experimentales validan el diseño.

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