Pnömatik yapay kasların direkt kesme deneyi düzeneğinde kullanılması

Pnömatik yapay kaslar temel olarak basınç uygulandığında eksenel bir gerilme yükü uygulayan aktüatörlerdir. Diğer aktüatörlere göre yüksek güç/ağırlık oranı, zorlu ortamlarda kullanılabilme imkanı ve esneklik gibi birçok avantaja sahiptir. Pnömatik yapay kaslar rehabilitasyon cihazlarında kullanılma amacıyla geliştirilmeye başlandığından beri, bir çok robotik uygulamada ve tıbbi cihazlarda kullanılmıştır. Ancak, sadece birkaç çalışmada bu çığır açıcı teknoloji inşaat mühendisliği problemlerini çözmek amacıyla kullanılmıştır. Bu çalışmada, pnömatik yapay kasların geoteknik uygulamalardaki olası kullanılışları ve elverişliliği incelenmiştir. Bu uygulamalardaki kullanımları değerlendirmek amacıyla, hem direkt kesme hem de arayüz deneyleri yapabilecek bir büyük kesme kutusu tasarımı önerilmiştir. Direkt kesme deneyleri kesme mukavametini bulma amacıyla yapılan diğer testlere göre daha kolay olmasından dolayı, zeminlerin ve arayüzlerin kesme mukavemetinin tayininde sıkça kullanılır. Kesme kutularının mekanik özelliklerinin kaynaklanan kısıtlamalardan dolayı büyük parçacıklı zeminler ve arayüzlerin deneylerinin yapılabilmesi için büyük boyutlu bir kesme kutusu kullanmak gerekmektedir. Sunulan tasarımda, pnömatik yapay kaslar herhangi bir baskı çerçevesine gerek kalmadan ve düzgün yayılı bir şekilde normal yük uygulayabilecek bir sistemde kullanılmıştır. Ayrıca, çevrimsel arayüz deneylerini yapabilecek bir çevrimsel aktüatör tasarımı da sunulmuştur. Sonuç olarak, pnömatik yapay kaslar eş hacme sahip hidrolik ve pnömatik silindirlere kıyasla daha yüksek yükler uygulayabildiği ve mekanik bağlantı parçalarına ihtiyaç duymadan diğer sistemlere bağlanabilme özelliğinden dolayı özellikle laboratuar uygulamalarında ve genel olarak geoteknik uygulamalarda başarıyla kullanılabilir.