Resumen

Se presenta un actuador de tornillo sin fin no convencional para el posicionamiento de precisión basado en la tecnología de actuación piezoeléctrica (PZT) y de control de fluidos electrorreológicos (ERFs). El actuador consta de una unidad de actuación (bomba de pila PZT), una unidad de control de fluidos (válvula ERFs) y una unidad de ejecución (actuador hidráulico). En vista de la menor deformación de la pila de PZT, se diseña una nueva estructura para la unidad de actuación, que integra las ventajas de dos modos (a saber, el tipo de diafragma y el tipo de pistón) del cambio de volumen de la cámara de la bomba. Con el fin de mejorar el límite elástico estático de los ERFs, se diseña una válvula compuesta de ERFs, que adopta la estructura compuesta de placas en serie-paralelo. El prototipo del actuador inchworm se ha diseñado y fabricado en el laboratorio. Los resultados de las pruebas sistemáticas indican que la resolución de desplazamiento del actuador inchworm no convencional alcanza 0,038 μm, y la fuerza de accionamiento y la velocidad máximas son 42 N, 14,8 mm/s, respectivamente. La frecuencia de trabajo óptima para la velocidad de accionamiento máxima es de 120 Hz. Los procesos completos de investigación y desarrollo confirman además la viabilidad del desarrollo de un nuevo tipo de actuador inchworm de alto rendimiento basado en la tecnología de accionamiento PZT y de control ERFs, que proporciona una referencia para el desarrollo futuro de un nuevo tipo de actuador.

• Materias:Ingeniería biomédica Bioingeniería Robots Extremidades (Cuerpo Humano) Articulación ósea
• Subjects:Biomedical engineering Bioengineering Robot Limbs (Human Body) Bone joint
• Palabras claves:actuador de tornillo sin fin no convencional, actuador de tornillo sin fin, nuevo tipo, unidad de actuación, fuerza de erfs, velocidad máxima de accionamiento, bomba de pzt stack, unidad de control de fluido, frecuencia de trabajo óptima, estructura de placa compuesta
• Keywords:unconventional inchworm actuator, inchworm actuator, new type, actuation unit, strength of erfs, maximum driving velocity, pzt stack pump, fluid control unit, optimal working frequency, plate compound structure