An agile multi-body additively manufactured soft actuator for soft manipulators

• Autores: Jorge Morales Hernández, Francisco Ramírez, Francisco Eugenio López Guerrero
• Localización: Ingenierías, ISSN-e 1405-0676, Vol. 23, Nº. 89, 2020, págs. 14-27
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    Con la introducción de robots colaborativos en entornos de producción, el daño a los trabajadores por el uso de robots tradicionales con enlaces rígidos es inherente. Se ha propuesto una nueva generación de robots hechos de materiales blandos flexibles que reduce el peligro de colisión mediante acciones de autodeformación como una solución prometedora para los entornos de colaboración humano-robot. Recientemente, con el desarrollo de la fabricación aditiva de materiales blandos elásticos, surgen nuevas oportunidades de diseño para estos llamados robots blandos. Sin embargo, aún no se logra la robustez que se requiere para los entornos de producción. Este documento presenta un enfoque de diseño de un actuador neumático blando de tres ejes fabricado de forma totalmente aditiva. Para su uso en sistemas de manipuladores robóticos blandos flexibles, se presentan pautas de diseño, un proceso de impresión 3D directo con materiales elásticos y un sistema de control de regulación de presión semiautomatizado PLC de bajo nivel. Para validar el diseño propuesto, el actuador se fabrica y prueba para la fuerza de contacto máxima, la reacción de movimiento de flexión y su respuesta de señal.

  • English

    With the introduction of collaborative robots in production environments, the harm to workers by using traditional robots with rigid links is inherent. A new generation of robots made from flexible soft materials that decreases collision danger by self-deforming actions has been proposed as a promising solution for the human-robot collaboration environments. Recently, by the development of additive manufacture of elastic soft materials, new design opportunities arise for these so-called soft robots. However, robustness that is required for production environments is still not achieved. This paper presents a design approach of a fully additively manufactured three-axis soft pneumatic actuator. For its use in flexible soft robotic manipulator systems, design guidelines, a direct 3D printing process with elastic materials and a low-level PLC semi-automated pressure regulation control system are presented. To validate the proposed design, the actuator is manufactured and tested for maximum contact force, bending motion reaction and its signal response.