3 Pompa ad alta pressione ............................................................................................ 2 Progettazione del circuito idraulico .......................................................................... 1 Robot da Vinci .....

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INDICE

INTRODUZIONE ...

Chirurgia robotica ... 2

Chirurgia robotica mininvasiva ... 5

1 Robot da Vinci ...

1.1 Il robot da Vinci ... 8

1.1.1 Componenti del robot ... 8

1.1.2 Uso del robot: vantaggi e svantaggi ... 12

1.1.3 Principi di progettazione ... 13

1.2 Giunto miniaturizzato ad alte prestazioni ... 15

1.2.1 Attuazione a cavi: problematiche ... 15

1.2.2 Strategie di ricerca volte all’amplificazione della forza in strutture compatte ... 16

1.2.3 Soluzione proposta: giunto a struttura espandibile a catena attuato idraulicamente ... 18

Specifiche ... 19

Struttura del giunto ... 24

1.2.4 Processi di sterilizzazione ... 27

2 Progettazione del circuito idraulico ...

2.1 Cenni di fluidica ... 30

2.2 Circuito idraulico ... 30

2.2.1 Specifiche tecniche ... 32

2.1.2 Perdite di carico ... 34

3 Pompa ad alta pressione ...

3.1 Micropompe ... 39

3.1.1 Micropompe ad ingranaggi ... 40

(2)

3.2.2 Funzionamento ... 45

3.2.3 Caratteristica e modellizzazione della pompa ... 46

Modellizzazione della pompa ... 49

3.2.4 Analisi delle prestazioni ... 53

3.3 Capacità del serbatoio di riserva ... 56

4 Valvola ...

4.1 Progetto di una valvola direzionale ... 59

4.1.1 Dimensionamento ... 61

Corpo-valvola ... 61

Stelo-valvola ... 65

Modello per la prototipazione ... 66

4.1.2 Confronto tra due tipologie di orifizio e soluzione proposta ... 68

Geometria circolare ... 69

Geometria quadrata ... 71

Analisi delle perdite ... 74

4.1.3 Caratteristica e funzionamento della valvola ... 75

Funzionamento a vuoto ... 77

Funzionamento con carico ... 79

4.1.4 Scelta dell’attuatore ... 86

5 Cilindro idraulico ...

5.1 Progetto di un cilindro miniaturizzato ... 89

5.1.2 Dimensionamento: soluzioni costruttive e scelta finale ... 93

5.1.3 Analisi di resistenza e stabilità ... 104

6 Prove Sperimentali ...

6.1 Setup sperimentale ... 110

(3)

CONCLUSIONI e SVILUPPI FUTURI ... 124

APPENDICE A ...

Tabelle unità di misura e tabelle norme ISO-UNI ... 126

APPENDICE B ...

Messe in tavola dei prototipi ... 135

APPENDICE C ...

Codice dei programmi Matlab utilizzati ... 155

APPENDICE D ...

Cenni di fluidica ... 162

Correnti in pressione ... 167

Perdite di carico ... 169

Elementi oleodinamici: pompe e motori idraulici ... 176

Elementi oleodinamici: valvole ... 180

Elementi oleodinamici: cilindri ... 182

Bibliografia ... 185

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