Prototype design and implementing of a three-finger adaptive robotic gripper based on the FinRay® structure

Abstract

Given the accelerated advancements in microelectronics and processing systems, robotics are constantly going forward in new areas alongside the industries. Some robotic handlers require being able to maneuver with objects with different dimensions, surfaces, and delicate textures, which sets the need for new final effectors with new mechanics and control features. Likewise, with the ongoing research developed in the bio-mimesis area, a very reliable and viable for replicating nature principles for the development of technological appliances. This document describes the mechanical design and the physical implementing process of an adaptive robotic gripper with jaws based on the FinRay® structure regarding the movement reaction of a fish fins. The achieved results show its effectivity and adaptability for the gripping of different objects.

Com o rápido avanço da microelectrónica e os sistemas de processamento, a robótica está irrompendo constantemente em novas áreas além da indústria. Alguns manipuladores robóticos requerem manobrar objetos com propriedades dimensionais variantes, superfícies complexas e texturas delicadas, o que leva à busca de desenhos de efeitos finais que apresentem novas características mecânicas e de controle. Além disso, com as pesquisas contínuas desenvolvidas na disciplina científica da biomímese, uma opção confiável e viável é reproduzir princípios da natureza para desenvolver aplicações tecnológicas. Neste documento, são é descrito o desenho mecânico e a implantação física de uma pinça robótica adaptativa e subatuada com mordaças baseadas na estrutura do efeito FinRay®, que faz referência à reação de movimento da barbatana de um peixe. Os resultados demonstram sua efetividade e adaptabilidade para a fixação de diferentes objetos.

Con el acelerado avance de la microelectrónica y los sistemas de procesamiento, la robótica está irrumpiendo constantemente en nuevas áreas además de la industria. Algunos manipuladores robóticos requieren maniobrar objetos con propiedades dimensionales variantes, superficies complejas y texturas delicadas, lo que lleva a la búsqueda de diseños de efectores finales que presenten nuevas características mecánicas y de control. Asimismo, con las investigaciones continuas que se han desarrollado en la disciplina científica de la biomímesis, una opción muy confiable y viable es replicar principios de la naturaleza para desarrollar aplicaciones tecnológicas. En este documento se describe el diseño mecánico y la implementación física de una pinza robótica adaptativa y subactuada con mordazas basadas en la estructura del efecto FinRay®, que hace referencia a la reacción de movimiento de la aleta de un pez. Los resultados logrados demuestran su efectividad y adaptabilidad para la sujeción de distintos tipos de objetos.