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progettare
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MAGGIO
2018
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Compatto e regolabile
Il progetto della rigidità variabile vie-
ne realizzato attraverso il sistema
Maccepa (Mechanically adjustable
compliance and controllable equi-
librium position actuator) integrato
nella coscia. Una piastra rotante vie-
ne collegata sulla coscia, sulla quale
ruota liberamente, attraverso un mo-
tore. Al di sopra del motore superiore
è possibile precaricare una molla
saldamente collegata con la piastra.
Ruotando, il motore inferiore modifi-
ca la posizione angolare della piastra
rispetto alla parte inferiore della gam-
ba. Quest’ultima si muove. La molla
collegata alla piastra assorbe la forza
fino al momento in cui nel sistema si
genera un equilibrio dinamometrico.
“Rispetto alla prima versione del
prototipo del VariLeg volevamo ri-
durre la larghezza del sistema al
livello della coscia - spiega Jannick
Oberbeck - per questo motivo, sin
dall’inizio del progetto ci siamo
messi alla ricerca di una colloca-
zione possibilmente in spazi ridotti
per l’unità motrice. Infine, abbiamo
scelto i cuscinetti a sezione sottile
con misure metriche di Kaydon.
Determinante è stato, da una par-
te, la massa ridotta dei cuscinet-
ti e, dall’altra, il grande diametro
interno disponibile in uno spazio
così ridotto - perfetto quindi per
l’applicazione desiderata”.
Attualmente, nell’esoscheletro Va-
riLeg sono montati due cuscinetti
a sezione sottile, uno all’interno di
ciascuna articolazione del ginoc-
chio. All’interno dei ginocchi dell’e-
soscheletro occorre alloggiare un’u-
nità motrice completamente mobile
comprensiva di motore. Su questa
unità agiscono carichi relativamente
elevati che vengono assorbiti dagli
alloggiamenti a entrambe le estre-
mità. Su un lato il motore è colle-
gato con un albero. Ciò consente
di essere supportato utilizzando un
cuscinetto a sfere convenzionale.
“Per realizzare, sull’altro lato, una
soluzione leggera e di dimensioni
ridotte si è reso necessario l’utilizzo
di un cuscinetto a sezione sottile
con un diametro interno di grandi
dimensioni - sottolinea Oberbeck -
in questo modo, è stato possibile
alloggiare l’unità motrice facendo a
meno di strutture ausiliarie compli-
cate e di grandi dimensioni”.
Cuscinetti ad hoc
I cuscinetti a sezione sottile si con-
traddistinguono per la loro sezione
trasversale di dimensioni ridotte e un
alesaggio molto grande. Sono com-
patti e di peso ridotto e consentono
di far passare cavi o alberi attraverso
il foro. I tipici settori d’impiego sono
quello della robotica, dei semicon-
duttori e della tecnologia medicale.
La gamma di prodotti Kaydon com-
prende 250 diversi cuscinetti a se-
zione sottile della serie Reali Slim
in millimetri e pollici. Sono ge-
neralmente disponibili tre diverse
configurazioni: vengono definiti di
tipo C i cuscinetti radiali o a gola
profonda a una corona di sfere a-
datti per supportare carichi radiali;
la loro capacità di assorbimento
dei carichi assiali è molto limitata.
Il tipo A sono cuscinetti obliqui a
sfere con angolo di contatto pre-
definito e un numero maggiore di
sfere: possono supportare carichi
assiali in una direzione. Questo
tipo di cuscinetti offre una mag-
giore capacità di carico e rigidità,
possono essere impiegati anche
accoppiati per meglio supportare
carichi combinati.
Nel presente caso applicativo ven-
gono impiegati cuscinetti a quattro
punti di contatto, definiti come tipo
X. Questi possono sostituire due
cuscinetti in molte applicazioni e
vengono impiegati laddove non
sia possibile un accoppiamento di
cuscinetti di tipo A. “I cuscinetti
sono concepiti per assorbire carichi
All’interno dell’esoscheletro VariLeg sono alloggiati due cuscinetti a sezione sottile di Kaydon, uno in ciascuna articolazione del ginocchio.