Sensor táctil intrínseco para caracterizar la firmeza de superficies con robots programados en modo control de fuerza

Abstract

[Resumen] La caracterización de superficies es un problema abordado desde diferentes áreas de la ingeniería, como la mecánica, la óptica o la electrónica, entre otras. En este estudio, se presenta un método basado en el uso de un robot en modo control de fuerza para caracterizar de la firmeza de la superficie de un balón según su presión interna. Los parámetros de la respuesta subamortiguada el régimen transitorio cuando el robot está programado para encontrar un valor de fuerza permiten identificar la firmeza de la superficie de contacto que en este caso está relacionado con la presión interna del balón contra el que contacta. Los ensayos han sido realizados empleando siempre el mismo ajuste del sistema de control de fuerza del robot logrando para las distintas presiones analizadas una respuesta subamortiguada de segundo orden. Los resultados obtenidos demuestran las posibilidades y precisión del método propuesto para la caracterización de superficies de firmeza variable. Este enfoque tiene aplicaciones potenciales en la industria, como la evaluación de la firmeza de objetos a manipular o la de productos hortofrutícolas.

[Abstract] Surface characterization is a problem in different engineering fields, such as mechanics, optics, and electronics. This study presents a method based on using a force-controlled robot to characterize the firmness of a surface, specifically a ball, based on its internal pressure. The parameters of the underdamped response in the transient response, when the robot is programmed to find a force value, allow for identifying the contact surface firmness, which is related to the internal pressure of the ball it contacts. The experiments were conducted using the same force control system setting for all different ball pressures, resulting in a second-order underdamped response. The obtained results demonstrate the possibilities and accuracy of the proposed method for characterizing surfaces with varying firmness. This approach has potential applications in various industries, such as evaluating the firmness of objects to be manipulated or horticultural products.