Caracterización Eléctrica de una Pinza Bioinspirada

Autores/as

  • Alan Jesús Estrada Cabrera Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Maestría en Ingeniería y Ciencias Aplicadas. Cuernavaca, Morelos. México
  • Margarita Tecpoyotl-Torres Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas, CIICAp. Cuernavaca, Morelos. México https://orcid.org/0000-0002-4336-3771
  • Pedro Vargas-Chable Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas, CIICAp. Cuernavaca, Morelos. México https://orcid.org/0000-0002-2290-3740
  • Ramón Cabello-Ruiz Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería, FCQeI. Cuernavaca, Morelos. México https://orcid.org/0000-0003-3215-5034

DOI:

https://doi.org/10.30973/progmat/2023.15.3/1

Palabras clave:

MEMS, Micropinza, Escalamiento, ANSYS, Actuación electrotérmica, Aluminio 6053, Mecanismo de amplificación

Resumen

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%.

Biografía del autor/a

Alan Jesús Estrada Cabrera, Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Maestría en Ingeniería y Ciencias Aplicadas. Cuernavaca, Morelos. México

Alan J. Estrada Cabrera received the bachelor’s degree in Mechatronics Engineering from the Universidad Tecnológica Emiliano Zapata, Mexico (2021). He is currently pursuing a master’s degree in engineering and applied sciences (CIICAp-UAEM). His main research interests include MEMS, devices design using CAD, additive manufacturing, characterization techniques, and Bioinspiration.

Margarita Tecpoyotl-Torres, Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas, CIICAp. Cuernavaca, Morelos. México

Margarita Tecpoyotl Torres received the Mathematician degree from the University of Puebla, Mexico (1991). She was also graduated as Electronic Engineer (1993). She received the M.Sc. and Ph.D. degrees in Electronics from National Institute of Astrophysics, Optics and Electronics, INAOE, México (1997 and 1999, respectively). Dr. Tecpoyotl works, since 1999, at UAEM, Mexico, where she is currently titular professor. She has been visiting research scientist at University of Bristol (2001), UK. She led the Winner team of Boot Camp, UAEM Potential, obtaining support to participate in Full Immersion Program, USA (2014). She was co-founder of INNTECVER (2014). She won the 3rd place in the Royal Academy of Engineering´s Leaders in Innovation Fellowships final pitch session, in UK (2015). Her main research interest includes MEMS, Antenna design, entrepreneurship, innovation; and development of educational programs. She holds the status of National Researcher (SNI), since 1999.

Pedro Vargas-Chable, Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas, CIICAp. Cuernavaca, Morelos. México

Pedro Vargas Chable received the B. Sc. Degree by the Autonomous University Juarez from Tabasco in 2008. From 2009 to 2012, he was Technical Specialist Assessment of Lighting Conditions and Non-Ionizing Radiation, NOM-025-STPS-2008 and NOM-013-STPS-1993 respectively, in Environmental Technology S.A of C.V. In 2014 and 2019 he received the M.Sc. Degree and the Ph. D., respectively from the Autonomous University of Morelos State (UAEM). His current research interests are FEA, microgripper, microactuator design and characterization, and VLSI.

Ramón Cabello-Ruiz, Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería, FCQeI. Cuernavaca, Morelos. México

Ramon Cabello Ruíz received the Engineer Mechanical degree from the Autonomous University of the State of Morelos, Mexico (2010). He received the M. Eng. And Ph.D. degrees in Center for Research in Engineering and Applied Sciences, Mexico (2012 and 2017, respectively). He holds three SolidWorks certifications, (Mechanical Design level Associate, Mechanical Design level Professional, and Simulation level Associate). Dr. Cabello Works, since 2019, at UAEM, Mexico, where he is a part-time profesor. His area of expertise focuses on the design and mechanical analysis of microelectromechanical systems. He holds the status of National Researcher (SIN), since 2023.

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Artículo 1

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Publicado

27-10-2023

Cómo citar

Estrada Cabrera, A. J., Tecpoyotl-Torres, M., Vargas-Chable, P., & Cabello-Ruiz, R. (2023). Caracterización Eléctrica de una Pinza Bioinspirada. Programación matemática Y Software, 15(3), 1–12. https://doi.org/10.30973/progmat/2023.15.3/1

Número

Vol. 15 Núm. 3 (2023): Octubre de 2023

Sección

Artículos

Licencia

Derechos de autor 2023 Alan Jesús Estrada Cabrera, Margarita Tecpoyotl-Torres, Pedro Vargas-Chable, Ramón Cabello-Ruiz

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