Desenvolvimento de Músculos Artificiais por Polímeros Eletroativos
Marcelo Belchior Snovarski Fonseca1; Wang Chong1
1 Grupo de Mecânica Aplicada da Universidade Federal do Pampa - UNIPAMPA
doi:10.20906/CPS/CON-2016-0095
Resumo
O uso de polímeros eletroativos, sendo usados como músculos artificiais, tem ganhado espaço nas pesquisas das áreas da engenharia, robótica e medicina. Este trabalho apresenta a construção e o desenvolvimento de uma mão robótica acionada por atuadores confeccionados com polímero eletroativo. O polímero utilizado na pesquisa foi o produto comercial VHB 4905 da empresa americana 3M, popularmente este produto é chamado de fita dupla-face. O princípio de funcionamento de um polímero eletroativo baseia-se no conceito de um capacitor de placas paralelas, portanto quanto menor for a espessura, melhores serão os resultados obtidos com o estímulo elétrico. Para que fosse possível a confecção dos atuadores, o polímero necessitou primeiramente ser trabalhado a fim de diminuir sua espessura. Para isso, foi construída uma plataforma de tração biaxial com controle de velocidade de deslocamento para que fossem coletados dados técnicos do polímero. Também foi confeccionada uma placa de amplificação de tensão, visto que para respostas significativas, o polímero precisa sofrer a aplicação de tensões, entre 1kV e 10kV. Após a coleta de dados, fez-se a montagem dos atuadores em duas configurações: plana e cilíndrica. Tendo os atuadores sido construídos, fez-se o desenvolvimento de um mecanismo similar ao de uma mão humana para que os atuadores pudessem ser instalados e testados. Visto que é uma pesquisa continuada, o primeiro protótipo confirma, como características básicas deste tipo de polímero, a rapidez nas respostas dos estímulos elétricos, certa linearidade quanto à deformação versus a tensão aplicada e boa resistência mecânica quanto à repetição dos movimentos. Constatou-se também que com tensões próximas a 10kV o polímero tende a falhar com mais facilidade, o que ocasiona a sua ruptura e inutilização posterior. Dos resultados acerca das características mecânicas do polímero tem-se que a melhor espessura para trabalho é de 30 μm, que a melhor velocidade de tração para a plataforma construída é de 0,5 mm/s e que o tempo d
Palavras-chave: EAP's.; Polímeros eletroativos.; Músculos artificiais.