Sistema di bloccaggio Dynalox: la tenuta del carico senza consumi

Il sistema di bloccaggio riveste un ruolo determinante nella realizzazione di micromotori. Ne è consapevole Adamant-Namiki, il produttore giapponese che ha fatto della capacità di coniugare la minore dimensione possibile con un’elevata potenza e il massimo valore di coppia motrice l’elemento differenziante dei propri micromotori. Per ottenere questo risultato, Adamant-Namiki ha sviluppato proprio un sistema di bloccaggio senza consumi, chiamato Dynalox.

Dynalox è una tecnologia brevettata da Namiki disponibile attualmente sui motori con diametro da 10, 12 e 22 mm. Si tratta di un sistema meccanico accoppiato al riduttore che abilita il trasferimento all’esterno del movimento meccanico di rotazione dall’albero di trasmissione interno, ma non viceversa. Questo innovativo sistema di bloccaggio trova un’importante applicazione in una mano robotica: permette infatti di mantenere la presa sull’oggetto anche in caso di interruzione dell’alimentazione elettrica.

I vantaggi del sistema di bloccaggio: durata della batteria e movimenti naturali

Rispetto alle soluzioni tradizionali, che utilizzano un freno elettrico costantemente alimentato che interviene nel momento in cui viene a cessare l’alimentazione, Dynalox non richiede alcuna alimentazione elettrica e assicura una maggiore durata della batteria, consentendo all’operatore un tempo limite maggiore nell’utilizzo dell’arto.

Ricordiamo che una mano protesica robotica basa il funzionamento su un sistema di controllo di tipo mioelettrico. In pratica, per trasmettere le informazioni e consentire il movimento delle dita vengono sfruttati gli impulsi elettrici che provengono dalla contrazione dei muscoli della parte residua dell’arto. Alcuni elettrodi posizionati sulla pelle della persona rilevano i segnali di controllo e li trasmettono all’arto robotico per consentire di muovere la mano. Si ottengono così dei movimenti in modo naturale, semplicemente pensando ai gesti che si vogliono fare.

Il problema dei gradi di libertà

Risolto il problema di come far muovere una mano robotica, rimane da farle eseguire movimenti comparabili a quelli di un normale arto, con i medesimi gradi di libertà. La soluzione adottata è di posizionare diversi meccanismi attuatori sia nel palmo della mano sia nelle dita. Se la corrente è costante e assume valori elevati, si può mantenere salda la presa della mano sugli oggetti. E ogni motore può essere dotato di un riduttore meccanico per aumentare la forza e ridurre la velocità. Mentre, per aumentare in modo esponenziale le coppie, si dovrebbe avere un freno in ogni motore nel momento in cui la protesi è stazionaria.

Non solo arti robotici

Per rispondere a differenti esigenze di impiego, Adamant-Namiki propone micromotori coreless in versione brushed e brushless. I motori Coreless più indicati per l’impiego nella gestione del movimento di una mano robotica. Leggeri, robusti, di dimensioni ridotte, compatti, con elevato rapporto potenza/volume, basso consumo energetico e precisione nel movimento di controllo, consentono alla mano robotica performance simili a quelle della mano umana. Questa caratteristica permette di replicare la gestualità e la funzionalità dell’arto naturale.

Come si evince dal nome, i motori coreless brushless realizzano il contatto meccanico senza avvalersi di spazzole. Questo aspetto contribuisce ad aumentarne il ciclo di vita, garantisce una risposta dinamica elevata in accelerazione e permette di raggiungere velocità di rotazione molto elevate. Si può arrivare fino a 100mila giri al minuto.

Dal canto loro, i motori brushed realizzano il contatto meccanico tramite spazzole. Risultano particolarmente efficaci in applicazioni che richiedono rapida capacità di risposta (sia a bassa sia ad alta velocità), e alta precisione, nonché elevata efficienza e dimensioni contenute. Nei motori brushed le spazzole possono essere realizzate con leghe di metalli preziosi oppure in grafite. Questi ultimi sono particolarmente robusti e adatti a soluzioni robotiche con avvii/arresti rapidi o condizioni di sovraccarico periodico.

I modelli con spazzole in metallo prezioso hanno bassissima resistenza di contatto e alta efficienza e rappresentano la scelta ideale per i sistemi robotici alimentati a batteria. Tuttavia, a parità di dimensioni, sviluppano coppie inferiori ai modelli a grafite.

La dimensione delle spazzole in grafite limita, attualmente, la loro disponibilità sui modelli con diametro uguale o superiore a 16 mm. Tuttavia, Namiki è al lavoro per rimuovere anche questo limite.

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