Electric characterization of a Bioinspired Gripper

This work focuses on a normally open bioinspired microgripper, which corresponds to the Microelectromechanical Systems (MEMS) field, as well as on its scaling and fabrication process in aluminum 6053 for performance testing. The design was inspired by the mandibles of ants. Its structure is composed of a flexible M-type amplifier and a Z-shaped chevron actuator. The design and simulation were performed using ANSYSTM. The aluminum resistivity and the equivalent resistance of the gripper were calculated, and experimental tests were carried out with an inductor (L), capacitor (C) and resistor (R) electrical property meter, LCR. Experimental characterization of the gripper was carried out, applying a sweep of electric current from 5 up to 60 A to the actuator. The temperature values were registered using a thermographic camera; the displacement was determined using a microscope. The average error between numerical and experimental results of the actuator shaft temperature is lower than 13%.

Este trabajo se enfoca en una micropinza bioinspirada, normalmente abierta, que corresponde al campo de los sistemas microelectromecánicos, MEMS, así como en el escalamiento del dispositivo y su proceso de fabricación en aluminio 6053 para la realización de pruebas de desempeño. El diseño está inspirado en las mandíbulas de las hormigas. Su estructura se compone de un amplificador flexible de tipo M y un actuador chevrón con vigas de forma Z. El diseño y la simulación se realizaron con ANSYSTM. Se calcularon la resistividad del aluminio y la resistencia equivalente de la pinza, y se realizaron pruebas experimentales con un medidor de propiedades eléctricas de inductores (L), capacitores (C) y resistencias (R), LCR. Se realizó la caracterización experimental de la pinza, aplicando un barrido de corriente eléctrica desde 5 hasta 60 A al actuador. Los valores de temperatura se registraron mediante una cámara termográfica; el desplazamiento se determinó con un microscopio. El error promedio entre los resultados numéricos y experimentales de la temperatura de la flecha del actuador son menores al 13%.