Modelamento Fenomenológico de um Músculo de Mckibben de Baixo Custo

Abstract

Com o aumento da interação física entre humanos e robôs, seja no ambiente fabril ou equipamen-tos de engenharia assistiva, pesquisas científicas passaram a desenvolver novos atuadores, além dos moto-res elétricos. A finalidade é tornar o contato entre o ser humano e a máquina mais seguro. Nesse cenário, um forte candidato a atuador é o músculo de Mckibben. O músculo de Mckibben é um tipo de músculo artificial pneumático que possui dinâmica rápida, similar aos motores elétricos, elevada razão potência/peso e baixo custo de aquisição de peças. Além disso, o atuador tem complacência natural similar ao tecido muscular esquelético, o que pode suavizar colisões catastróficas ou emular o comportamento da muscula-tura humana. Assim, esse artigo propõe o desenvolvimento e a caracterização de um músculo de Mckibben, para aplicações no campo da robótica de manipulação. Como metodologia, foram utilizadas soluções ana-líticas baseadas em teorias de deformação para materiais poliméricos e soluções numéricas baseadas em regressões e interpolações lineares, permitindo a caracterização estática e dinâmica do atuador. Como re-sultado, o estudo obteve um atuador de baixo custo, em torno de R$5,00, e elevados coeficientes de corre-lação, R entre 0,8424 e 0,9969, para o modelamento fenomenológico.