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Attuatore pneumatico bi-direzionale

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Introduzione

Il dispositivo è un attuatore pneumatico artificiale, in grado di produrre forza e movimento bi-direzionale con rigidità variabile. I muscoli pneumatici  artificiali sono generalmente preferiti grazie al loro elevato rapporto potenza/peso, alla notevole leggerezza, per la facilità d’installazione, per l’utilizzo privo di rischi e con relativa conformità. Gli attuatori pneumatici esistenti hanno un angolo fisso tra le fibre e sono in grado di produrre una forza di trazione unidirezionale quando attuati. Questo muscolo artificiale al contrario permette di raggiungere rigidità variabili al variare dell’angolo tra le fibre.

Caratteristiche Tecniche

I muscoli pneumatici artificiali sono di solito costituiti da una camera elastomerica cilindrica vuota ricoperta da un manicotto intrecciato, costituito da fibre in materiale non estensibile e disposte in una configurazione elicoidale anti-simmetrica. La camera interna vuota e il manicotto intrecciato sono sigillate e fissate a raccordi rigidi, che presentano un passaggio per pressurizzare la camera elastica. L’energia viene quindi trasferita ad un sistema esterno attraverso questi terminali. Il funzionamento dell’attuatore Bi-Direzionale si basa sugli stessi principi dei tradizionali muscoli pneumatici, ma grazie ad alcune modifiche fondamentali si può modificare l’angolo iniziale tra le fibre in modo indipendente. A seconda dell’angolo tra le fibre, l’attuatore è in grado di estendersi e contrarsi, e modificando l’angolo iniziale  tra le fibre, si riesce a ottenere una rigidità variabile in ogni punto lungo la corsa totale dell’attuatore.

Possibili Applicazioni

  • Robotica riabilitativa: protesi robotiche o dispositivi per la riabilitazione;
  • Manipolazione, locomozione, automazione industriale;
  • Controllo automatico delle valvole;
  • Articolazione meccanica semplice conseguentemente più leggera, dove il muscolo può anche essere utilizzato per controllare la rigidità del giunto rotante stesso.

Vantaggi

  • Compatibile per l’interazione uomo-macchina dal punto di vista della sicurezza;
  • Elevato rapporto potenza/peso;
  • Forza e moto bi-direzionali;
  • In grado di ottenere rigidità massima e variabile in ogni punto lungo la corsa totale dell’attuatore;
  • Non è necessario un allineamento preciso durante l’installazione grazie alla flessibilità del corpo dell’attuatore.