Diseño, fabricación y prueba de un novedoso actuador de manga suave omnidireccional

Área de la Ciencia:

• Robótica e Ingeniería Mecánica
• Ciencia de los Materiales

Sus antecedentes:

• Los actuadores suaves son cruciales para la robótica segura y adaptable.
• Los actuadores omnidireccionales permiten movimientos complejos, pero a menudo son voluminosos y complejos.
• Los diseños existentes requieren altas presiones de operación, lo que limita la portabilidad.

Objetivo del estudio:

• Presentar un novedoso y compacto actuador suave omnidireccional (OSSA) tipo manga.
• Permitir el movimiento lineal independiente y la flexión multidireccional a bajas presiones de operación.
• Desarrollar un marco de fabricación escalable para la impresión 3D flexible.

Principales métodos:

• Diseño y fabricación de un actuador suave omnidireccional (OSSA) tipo manga utilizando impresión 3D de extrusión indirecta.
• Utilización de presurización diferencial de una arquitectura de fuelle plegado para la actuación.
• Desarrollo y validación de un marco de fabricación para la impresión flexible de poliuretano termoplástico.
• Realización de análisis paramétricos para comprender la geometría del diseño y el comportamiento del material.

Principales resultados:

• El OSSA logró una fuerza axial bloqueada de 60 N, un desplazamiento lineal de 81 mm y una contracción de 25 mm.
• Demostró flexión multidireccional de hasta 45° con una fuerza de 18 N a baja presión (130 kPa).
• Validó un marco de impresión 3D confiable para materiales flexibles, superando los desafíos comunes de fabricación.

Conclusiones:

• El novedoso OSSA ofrece una solución compacta y de baja presión para la actuación suave omnidireccional.
• El marco de fabricación desarrollado apoya la producción escalable de actuadores suaves portátiles.
• Los resultados avanzan el desarrollo de actuadores suaves de alto rendimiento para robótica portátil y otras aplicaciones.