Un actuador robótico suave arquitectónico y flexible para movimiento extensional motorizado

Para avanzar en el espacio de diseño de actuadores suaves impulsados eléctricamente, se presenta un actuador robótico suave arquitectónico y flexible para movimiento extensional motorizado. El actuador consiste en una estructura auxética (HSA) de cizallamiento cilíndrico impresa en 3D y un eje de fuelle de goma interno deformable. El actuador se extiende linealmente al aplicar torque desde un motor servo; el eje de fuelle de goma es estirable pero resistente a la deflexión torsional, lo que le permite transmitir torque desde el motor servo hasta el otro extremo de la HSA. La alta flexibilidad de la HSA y el eje de fuelle de goma permiten que el actuador se extienda adaptativamente incluso cuando está doblado. Los dos componentes del actuador y su rendimiento son caracterizados mecánicamente. Se demuestran tensiones de actuación de 45% de elongación y una fuerza máxima de empuje bloqueada de aproximadamente 8 N. Las capacidades del actuador se muestran en dos demostraciones separadas: un robot que se arrastra y un músculo artificial sensorizado que integra un sensor de tensión de metal líquido microfluídico. El enfoque de diseño de material arquitectónico para un actuador robótico suave motorizado proporciona varias características únicas, incluyendo un factor de forma compacto y facilidad de uso, en comparación con otros actuadores robóticos suaves motorizados basados en ensamblajes de HSA o mecanismos de tendón de cable.