Pesquisadores desenvolvem pinça macia biestável reprogramável para melhorar a interação homem-máquina

As pinças macias apresentam vantagens nas interações homem-máquina, mas a maioria delas sofre com o baixo tempo de resposta. Estruturas biestáveis ​​poderiam melhorar esta característica, mas o desempenho das garras biestáveis ​​atuais é limitado por seus parâmetros estruturais e modos de preensão predefinidos.

Li Yingtian, do Instituto de Tecnologia Avançada de Shenzhen (SIAT) da Academia Chinesa de Ciências (CAS), propôs um novo tipo de pinça macia baseada em atuador biestável reprogramável, que permite controle preciso sobre diversas sensibilidades. e oferece vários modos de aderência e velocidades de resposta ajustáveis ​​através de reprogramação simples. O estudo foi publicado em Transações IEEE/ASME em Mecatrônica.

A pinça macia relatada consistia em uma estrutura biestável e um atuador pneumático bidirecional macio, ligados por um cabo não extensível. No processo de programação, o atuador pneumático encurtou seu comprimento longitudinal para puxar a estrutura através do cabo, resultando no acúmulo gradual das energias de deformação das placas laterais e reduzindo a energia necessária para o rápido encaixe da estrutura. A estrutura demonstrou a sua natureza reprogramável ao adaptar-se a vários estados intermediários com diferentes sensibilidades.

Além disso, os pesquisadores analisaram a relação força-deslocamento da estrutura e as forças de gatilho previstas. Os resultados mostraram que a força necessária para acionar o snap-through rápido poderia ser inferior a 0,005 vezes o seu valor máximo, simplesmente reprogramando a sensibilidade da estrutura.

Para demonstrar a singularidade do atuador proposto, os pesquisadores criaram protótipos de múltiplas pinças para realizar testes de preensão multimodais e rápidos. A pinça pode até responder ao contato de um peixe nadando e capturá-lo em 0,18 s.

“Nossa equipe vem investigando a estrutura biestável ultraajustável há alguns anos e as conquistas foram publicadas em muitas revistas internacionais”, disse o Dr. “Os estudos em andamento investigam outras aplicações nas áreas de robótica e bioengenharia”.