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ATTUATORE ELETTROMAGNETICO A CEDEVOLEZZA VARIABILE

Giunto a cedevolezza variabileGiunto sfericoInterfacce apticheJoystickProtesiRobotica

Introduzione

Il sistema proposto è un attuatore elettromagnetico a cedevolezza variabile, un dispositivo semplice e compatto in grado di produrre contemporaneamente una forza/coppia attiva e una passiva di reazione a cedevolezza variabile.  La presenza di un attuatore unico in grado di funzionare in maniera attiva e passiva offre notevoli vantaggi nella progettazione di sistemi robotici, biomedici e industriali sia in termini di riduzione della complessità, sia nell’incremento delle prestazioni e delle funzionalità dei sistemi in cui saranno usati. Le soluzioni attualmente presenti nel campo degli attuatori elettromagnetici e meccanici si basano su dispositivi separati e complessi, difficilmente integrabili in volumi ridotti.

Caratteristiche Tecniche

Il sistema è progettato per fornire una coppia elettromagnetica attiva e una coppia di reazione interna passiva. Quest’ultima è ottenuta grazie a un fluido magnetoreologico (MRF) contenuto nel gap tra statore e rotore. Tale fluido è composto da micro-particelle di ferro disperse in una base di olio o acqua. In condizioni di riposo esso si comporta come un comune fluido lubrificante a bassa viscosità. Se il fluido viene eccitato da un campo magnetico esterno, invece, esso cambia le proprietà reologiche diventando semi-solido. In questo modo, controllando opportunamente il campo magnetico di eccitazione del MRF è possibile modulare la coppia passiva di reazione ottenendo un dispositivo a cedevolezza variabile. Il sistema funziona con 3 gradi di libertà (DoF) potendosi muovere nel piano z-x e z-y con un’ampiezza di angolo di circa ± (60° – 70°) e potendo ruotare di 360° intorno all’asse z.

Possibili Applicazioni

  • Robotica, come “giunto” sferico per connessioni tra parti mobili;
  • Biomedica, per protesi speciali o interfacce aptiche;
  • Progettazioni di Joystick (es. nella cloche dei simulatori di volo o nei videogiochi);
  • Realizzazione di generatori eolici come sistema di avviamento/frenatura controllata.

Vantaggi

  • Semplicità e compattezza;
  • Incremento delle prestazioni e integrazione in vari sistemi;
  • Produzione di una forza/coppia attiva e una passiva di reazione a cedevolezza variabile;
  • Capacità di simulare le articolazioni del corpo umano o ricreare un feedback di forza che riproduce un movimento vincolato.