Diseño de un sistema háptico usando fluidos electro-reológicos / Hugo Joel Carrillo Escalante

Tesis (Maestría en Ciencias en Ingeniería Mecánica) .-- Instituto Tecnológico de Mérida,2006.

Los científicos dedicados a la robótica han observado que en el desarrollo de los robots, éstos pueden eventualmente operar de manera autónoma, eliminando la necesidad de un operador humano. Sin embargo, el robot no podría realizar las tareas sin un sistema intermediario. A esto se le conoce como tele-presencia, donde la regeneración háptica es un medio para poder dar al operador una sensación de las características flsicas que presenta el objeto, tales como: rigidez del objeto, masa, suavidad y temperatura. Desde los años 50, se sabe de la existencia de líquidos que responden mecánicamente a estimulaciones eléctricas. Estos líquidos, que han atraído la atención de investigadores e ingenieros, presentan cambios de viscosidad al aplicárseles un campo eléctrico; estos líquidos denominados fluidos electro-reo lógicos (ER) son suspensiones de partículas en un fluido no conductivo y viscoso donde las partículas dieléctricas se encuentran, estableciéndose una fuerza de polarización y como consecuencia las partículas forman cadenas alineadas a la dirección del flujo del campo eléctrico. Se diseñó y construyó un actuador usando materiales aislantes, haciendo posible la aplicación del campo eléctrico en un intervalo de 500 hasta 4000 voltios, usando amperaje bajo, en la escala de miliamperios; la suspensión fue preparada con partículas de sílica con un tamaño de 60 micrones en un medio de aceite mineral. Se utilizaron tres concentraciones diferentes de 8 por ciento, 15 por ciento y 30 por ciento en peso (w/w) respecto al fluido, y variando el campo eléctrico. Se estudió el comportamiento de la fuerza ejercida por el actuador en función del tiempo. Para este análisis se utilizaron pesos constantes para cada concentración. El comportamiento de la fuerza para cada concentración mostró cambios debido al aumento de partículas, con y sin la aplicación del voltaje.