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Motori CC nella robotica dei dispositivi telecomandati

AB Precision (Poole) Ltd., azienda britannica con sede nella contea di Dorset, rifornisce il Ministero della Difesa d’Oltremanica dalla metà degli anni '60. Per rispondere agli aumentati rischi presenti al giorno d’oggi nelle operazioni di individuazione e disinnesco di ordigni esplosivi, gli esperti inglesi hanno messo a punto una nuova generazione del loro MROV (Miniature Remotely Operated Vehicle), un veicolo miniaturizzato a comando remoto chiamato Guardian. A seconda delle necessità, il veicolo modulare miniaturizzato è progettato per trasportare anche altre apparecchiature. La sua capacità di impiego universale implica, inoltre, che deve riuscire a operare su qualsiasi terreno.

Motori CC nella robotica dei dispositivi telecomandati

Esigenza di un design compatto

Altrettanto importante è il design compatto, che consente le manovre in spazi stretti, quali treni, aerei o carrozze della metropolitana. Nell’ottica di integrare quante più funzioni possibili in un design snello, fra cui una potente trasmissione a quattro ruote motrici, gli esperti di sicurezza di ABP hanno lavorato in sinergia con lo specialista di microazionamenti FAULHABER. Nel modulo base di Guardian, quindici diversi microazionamenti eseguono con precisione i comandi di controllo. L’intera procedura è gestita da una stazione di controllo contenuta in una valigetta. Un monitor LCD da 17" mostra le immagini riprese dalle telecamere, mentre un touch screen da 10.5" con pulsanti a sfioramento e imaging in 3D del veicolo fornisce un controllo intuitivo del dispositivo e degli eventuali altri moduli installati. Il «centro di comando» è completato da due joystick per l’azionamento e il braccio di manipolazione.

Poiché spesso la ricognizione deve essere svolta in spazi ristretti, è fondamentale un design compatto. Le dimensioni del dispositivo di 417 mm (cingolato), la lunghezza massima di 1280 mm (in estensione) e l’altezza di 504 mm sono progettate per agevolare gli spostamenti in punti stretti. Inoltre, il raggio di ricognizione deve essere quanto più ampio possibile. Per questo motivo, un braccio telescopico estende il raggio d’azione della testa con movimenti panoramici (pan) e di inclinazione (tilt) fino a 2,10 metri. Contestualmente, la testa può essere anche abbassata in modo da ispezionare il sottoscocca dei veicoli. Il baricentro basso e i robusti cingoli conferiscono stabilità, consentendo immagini nitide e prive di tremolii, oltre a una precisa manipolazione grazie alla testa a sbalzo. A seconda del terreno, il telaio può essere dotato anche di ruote per consentire spostamenti più rapidi su terreni compatti e una maggiore mobilità.

Motori CC nella robotica dei dispositivi telecomandati
Motori CC nella robotica dei dispositivi telecomandati
Il raggio d’azione di 2,10 m fornisce all’operatore un campo di visione globale (foto: AB Precision)

Alta flessibilità grazie al design modulare

L’intero veicolo può essere assemblato rapidamente a distanza di sicurezza a partire da moduli facili da trasportare. Questo agevola il trasporto e consente agli esperti di impiegare lo strumento più adatto a ogni situazione scegliendo un modulo specifico. Oltre alle quattro telecamere di bordo che forniscono immagini a colori, sono disponibili numerosi altri moduli, quali utensili vari (ad esempio, il grimaldello a pistola), l’unità a raggi X, il getto d’acqua e molti altri ancora. Ulteriori apparecchiature possono essere trasportate in un rimorchio disponibile come optional.

Soluzioni personalizzate a partire dal set di azionamento modulare.

Gli azionamenti utilizzati in questo sistema sono vari tanto quanto la gamma di applicazioni. Tuttavia, ognuno deve soddisfare determinati requisiti generali, quali l’assoluta affidabilità, il design compatto, le alte prestazioni unite a una movimentazione altamente precisa e il massimo grado di efficienza per una lunga durata della batteria. In sintesi, le filosofie che caratterizzano il Guardian e i motori di azionamento FAULHABER sono fondamentalmente molto simili. Entrambe sono basate su un prodotto modulare per garantire la più ampia gamma possibile di applicazioni. Questa affinità si riflette anche nell’impiego dei quindici azionamenti. Motori e riduttori sono stati scelti in base al compito richiesto e abbinati per ottenere le prestazioni richieste. Ad esempio, ognuno dei quattro moduli di azionamento è attivato da un motore dal diametro di 38 mm con riduttore dello stesso diametro. Con oltre 200 W e circa 150 mNm sull’albero motore, la potenza combinata del motore di 1 CV è più che sufficiente per spostare il veicolo e le sue apparecchiature sul terreno o in pendenza.

Due motori strutturalmente identici con rapporti di riduzione diversi provvedono a sollevare e abbassare il braccio telescopico. L’ampia gamma di rapporti di trasmissione consente perciò di selezionare la coppia di uscita e la velocità ideali per entrambe le operazioni. I motori più piccoli da 32 mm con potenza di circa 80 W si occupano di estendere o ritrarre il braccio telescopico. Per contenere il peso della testa, la funzione di rotazione e inclinazione è controllata da due leggeri motori da 44 W e 26 mm di diametro. La telecamera e le armi opzionali, invece, sono attivate da due azionamenti identici da circa 20 W e 23 mm di diametro. A seconda della funzione richiesta, il manipolatore funziona con un azionamento da 23 o 26 mm.

Tutti i motori sono contraddistinti da un robusto design DC a spazzole e pertanto sono in grado di avviarsi anche con tensioni bassissime. Inoltre, il sistema di controllo dell’azionamento relativamente semplice ma efficace, basato sulla modulazione della larghezza di impulso, è ideale per questa applicazione.

Prodotti

Motori C.C.
Assenza di coppia residua
Controllo preciso del posizionamento e della velocità
Elevata efficienza
Basso livello di rumorosità
Coppia elevata
Peso ridotto
Inerzia del rotore estremamente bassa
Funzionamento di avvio/arresto dinamico
Dettagli
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