INDICE
1. INTRODUZIONE 1
1.1. Gli ambienti virtuali 1
1.2. Caratteristiche delle Interfacce Aptiche 2
1.3. Applicazioni delle IA 4
1.4. L’attuazione delle IA 6
1.5. Obiettivo della tesi 8
1.6. Caratteristiche del L-EXOS 12
1.6.1. Configurazione cinematica 12
1.6.2. Caratteristiche del sistema d’attuazione 15
1.7. Quadro delle attività 19
2. STATO DELL’ARTE 20
2.1. Caratteristiche dei fluidi magnetoreologici 20
2.1.1. Aspetti qualitativi 20
2.1.2. Proprietà reologiche 23
2.1.3. Proprietà Magnetiche 36
2.1.4. Tempi di risposta 38
2.1.5. Temperatura di funzionamento 42
2.1.6. Compatibilità con gli altri materiali e sedimentazione 43
2.1.7. Vita utile 46
2.2. Criteri di dimensionamento per dispositivi a fluidi MR 47
2.2.1. Tipologie di scorrimento dei fluidi 47
2.2.2. Parametri di progettazione per dispositivi
a tipologia Shear Mode 49
2.2.3. Comportamento di transizione per un fluido MR
impiegato per trasmettere una coppia 58
2.2.4. Dimensionamento dei circuiti magnetici 62
2.2.5. Caratteristiche dei materiali ferromagnetici 67
2.3. Frizioni e freni a fluidi MR esistenti 72
3. ANALISI E SCELTA DELLA CONFIGURAZIONE 88
3.1. Specifiche di riferimento 88
3.2. Schemi di base alternativi 90
3.3. Scelta dei materiali 96
3.4. Circuito magnetico 99
3.4.1. Circuito magnetico fisso 99
3.4.2. Circuito magnetico mobile 112
4. PROGETTAZIONE DI DETTAGLIO 121
4.1. Dimensionamento del circuito magnetico 121
4.1.1. Ricerca delle relazioni analitiche approssimate 121 4.1.2. Ottimizzazione approssimata del circuito magnetico 129 4.1.3. Ottimizzazione del circuito magnetico tramite analisi FEM 134
4.1.3.1. Creazione del modello 138
4.1.3.2. Risultati ottenuti 141
4.1.3.3. Stima della caratteristica meccanica 146
4.2. Studio del gruppo meccanico 150
4.2.1. Pulegge d’ingresso 153
4.2.2. Rotore d’uscita 160
4.2.3. Struttura fissa 163
4.3. Studio dell’intero sistema d’attuazione 164
4.3.1. Dimensionamento del motore 164
4.3.2. Progetto d’assieme 167
5. ANALISI TERMICA 170
5.1. Determinazione della massima potenza da dissipare 170
5.2. Considerazioni Termiche 173
5.3. Analisi agli elementi finiti 176
5.3.1. Creazione del modello 176
5.3.2. Risultati ottenuti 178
6. CONCLUSIONI 181
BIBLIOGRAFIA
