Attuatore lineare ibrido Fusion: concetto e valutazione della resistenza ai disturbi

30 giugno 2023

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dall'Università di Elettro-Comunicazioni

Affrontando una sfida fondamentale nel campo della robotica, il professore associato Yoshihiro Nakata dell'Università di elettrocomunicazioni, Giappone, e il ricercatore senior Tomoyuki Noda del Brain Information Communication Research Laboratory Group presso l'Advanced Telecommunications Research Institute International, hanno sviluppato una tecnologia pionieristica per facilitare la integrazione di sistemi di attuazione ibridi. L’attuazione ibrida, che accoppia due attuatori che operano secondo principi diversi per ottenere prestazioni superiori, è stata storicamente difficile da incorporare nei robot a causa della complessità della sua struttura.

Per affrontare questo problema, hanno concettualizzato il "Fusion Hybrid Linear Actuator" (FHLA), un progetto che combina strutture per convertire l'energia di più attuatori in forza, sintetizzando queste forze internamente come se provenissero da un singolo attuatore. Nello specifico, sulla base di questo concetto di progettazione è stato sviluppato un attuatore che unisce un cilindro pneumatico e un motore lineare ad azionamento diretto, combinando efficacemente i vantaggi di entrambi i sistemi e riducendone l'ingombro complessivo.

I risultati sperimentali hanno dimostrato che questo attuatore migliora significativamente la capacità di mantenere una forza di contatto costante contro i disturbi in movimento su un'ampia gamma di forze, rispetto ai sistemi che utilizzano solo aria o elettricità come fonte di energia. Ciò suggerisce prestazioni di controllo della forza superiori nel punto di contatto, offrendo un miglioramento significativo rispetto agli attuatori convenzionali.

In questa ricerca, il team non solo ha presentato il nuovo concetto di FHLA, ma ha anche discusso i requisiti della strategia di progettazione e i processi di ottimizzazione strutturale, segnando un notevole passo avanti nel settore. Questa ricerca rivoluzionaria è stata pubblicata nel documento IEEE/ASME Transactions on Mechatronics e rappresenta un passo significativo verso una robotica più versatile ed efficiente in futuro.

Maggiori informazioni: Yoshihiro Nakata et al, Fusion Hybrid Linear Actuator: Concept and Disturbance Resistance Evaluation, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics (2023). DOI: 10.1109/TMECH.2023.3237725