Resumen

Los animales de las cuevas suelen estar adaptados a la excavación y a la vida subterránea, con dedos en garra similares en estructura y función a los de una pala de muestreo. En este trabajo se seleccionaron los dedos en garra de la marmota del Himalaya como prototipo biológico para la investigación biónica. Basándose en la optimización de los parámetros geométricos de los dedos en garra, se diseñó una cuchara de muestreo biónica para su uso en Marte. Mediante un escáner láser 3D, se adquirieron los datos de la nube de puntos del segundo dedo de la garra delantera. A continuación, se construyeron ecuaciones paramétricas y curvas de contorno para la garra con ajuste polinómico cúbico. Se obtuvieron 18 ecuaciones de curvas características para los contornos internos y externos de la garra. Se diseñó una pala de muestreo biónica de acuerdo con los parámetros estructurales de la pala de muestreo de Curiosity y los contornos de la garra de la marmota del Himalaya. Los resultados de las pruebas de verificación mostraron que cuando el ángulo de penetración era de 45° y la velocidad de muestreo era de 0,33 r/min, el par de resistencia de las palas de muestreo biónicas era un 49,6% menor que el de la pala de muestreo prototipo. Cuando el ángulo de penetración era de 60° y la velocidad de muestreo era de 0,22 r/min, el par de resistencia de la cuchara de muestreo biónica era un 28,8% menor que el de la cuchara de muestreo prototipo.

• Materias:Ingeniería biomédica Bioingeniería Robots Extremidades (Cuerpo Humano) Articulación ósea
• Subjects:Biomedical engineering Bioengineering Robot Limbs (Human Body) Bone joint
• Palabras claves:cuchara de muestreo biónica, prototipo de cuchara de muestreo, velocidad de muestreo, punta de garra, par de resistencia, marmota del Himalaya, ángulo de penetración, optimización de parámetros geométricos, datos de la nube de puntos, punta de garra delantera
• Keywords:bionic sampling scoop, prototype sampling scoop, sampling speed, clawed toe, resistance torque, himalayan marmot, penetration angle, geometric parameters optimization, point cloud data, front claw toe