ATTUATORE ELETTROMAGNETICO A CEDEVOLEZZA VARIABILE
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.