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Collettori rotanti nel controllo dei robot
I collettori rotanti spesso vengono impiegati in sistemi in rotazione continua in cui ruotano continuamente insieme all'unità di controllo. Sia l’alimentazione per l'azionamento, sia i segnali di controllo e di feedback vengono trasmessi attraverso un collettore in costante rotazione (in genere tramite collegamento bus).
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA CANDIDATURA
Descrizione del problema:
L'istututo Fraunhofer per le tecnologie produttive e l'automazione (IPA) ha sviluppato un robot assistente che si può muovere liberamente e funge da aiutante universale in situazioni della quotidianità. Il campo d'azione del robot va da semplici servizi di assistenza (ad esempio aiutare i clienti in un negozio di elettronica a trovare un prodotto) fino a sofisticati incarichi medici, ad esempio nell'assistenza agli anziani.
Il robot doveva essere dotato di tre ruote motrici totalmente pivotanti che gli consentissero di muoversi a 360° e anche di girare sul posto. Per poter rinunciare a pesanti azionamenti a cinghia o a catena, il motore e il controller sono stati disposti al di sotto delle sospensioni. Per questa architettura però si doveva far sì che sia il motore, sia l'unità di controllo potessero essere alimentati in qualsiasi momento con corrente e segnali bus, anche con un range di movimento di oltre 360°.
Descrizione della soluzione:
Per garantire al robot la descritta libertà di movimento di oltre 360° e anche la possibilità di girare sul posto, il requisito era alimentare le ruote motrici pivotanti con corrente e segnali di comando, integrandoli come una sorta di piede. Con questa finalità LTN ha sviluppato una soluzione con lo slip ring compatto SC045, che si inserisce perfettamente nello spazio disponibile del cliente. L'alimentazione elettrica a bassa tensione viene trasmessa al motore tramite quattro canali (10A in corrente continua per ciascun canale). Quattro canali sono stati riservati per i segnali di comando generici e altri due per il bus industriale. Soprattutto la disposizione circolare delle molle concepita da LTN per il blocco delle spazzole ha consentito di contenere molto l'ingombro pur mantenendo un'alta densità di corrente e un'elevata sicurezza nella trasmissione dei segnali bus. Per i contatti è stato scelto l'accoppiamento oro/oro.
Siccome i collettori sono montati a pochi centimetri dal pavimento, i loro cuscinetti a sfere robusti ed ermetici proteggono la meccanica del collettore da influssi ambientali imprevisti, in caso il robot si bagnasse i "piedi".
