Resumen

Dentro de la inmensidad de las especies vegetales, algunos sistemas vivos presentan estructuras de zarcillos cuyo movimiento es de especial interés para los ingenieros biomiméticos. Los zarcillos detectan y se enrollan en torno a los agarres adecuados y, al acortar su longitud, erigen el cuerpo vegetal restante. Para lograr la contracción, los zarcillos giran a lo largo de su eje principal y pasan de una geometría lineal a una de doble resorte. Este fenómeno se denomina fase de enrollamiento libre. En este trabajo, con el objetivo de comprender los fundamentos de la mecánica que subyace al enrollamiento libre, se aplicó en primer lugar un enfoque de ingeniería inversa basado en el método de elementos finitos. El modelo consistía en un cilindro alargado con propiedades de material, condiciones de contorno y de carga adecuadas, con el fin de reproducir la cinemática del zarcillo. La simulación consiguió imitar fielmente el enrollamiento y, por tanto, se utilizó para validar un modelo tentativo de actuador lineal basado en el principio de funcionamiento de la planta. Más en detalle, aprovechando los materiales de aleación con memoria de forma para obtener grandes deformaciones reversibles, se implementaron las principales características del zarcillo en un modelo de ensayo basado en un muelle de níquel-titanio. Los resultados de las pruebas experimentales confirmaron la viabilidad de la idea tanto en lo que respecta a los principios de funcionamiento como al rendimiento real. Se puede concluir que el montaje final puede utilizarse como base para el diseño de un prototipo de un nuevo tipo de actuador lineal.

• Materias:Ingeniería biomédica Biomecánica Robots Antropometría
• Subjects:Biomedical engineering Biomechanics Robot Anthropometry
• Palabras claves:modelo de actuador lineal, material de aleación con memoria, características de los zarcillos principales, gran deformación reversible, métodos de elementos finitos, modelo de ensayo basado, propiedad del material adecuada, cierto sistema de vida, eje principal, diseño de prototipos
• Keywords:linear actuator model, memory alloy material, main tendril features, large reversible deformation, finite elements methods, based testing model, suitable material property, certain living system, main axis, prototype design