Università di Brescia Sede consorziata

1. Università di Bergamo Sede amministrativa Università di Brescia Sede consorziata Vincenzo Luciano vincenzo.luciano@ing.unibs.it Dipartimento di Ingegneria dell’ Informazione Dipartimento di Ingegneria Meccanica Università degli studi di Brescia – Facoltà di Ingegneria Secondo la filosofia del simultaneousengineeringal suo interno convivono conoscenze di tipo elettronico, controllistico ed informatico. La meccatronica rappresenta la naturale evoluzione della progettazione meccanica. E’ considerata una delle cinque discipline ingegneristiche che avrà il maggiore sviluppo nel XXIsecolo. L’ approccio meccatronico permette di ridurre tempi e costi rispetto alla progettazione tradizionale di tipo settoriale, inoltre le possibilità offerte dagli attuali controlli elettronici consentono di aumentare la dinamica e le potenzialità dei dispositivi, raggiungendo prestazioni fino a poco tempo fa impensabili. L’ automotive è il settore in cui i dispositivi meccatronici hanno avuto la maggiore diffusione. Sistema di frenatura brake–by-wire a) Elettroidraulico (Bosch) b) Elettromeccanico (Continental Teves). Incidenza sul costo totale nel settore automotive delle innovazioni meccatroniche. Principali innovazioni meccatroniche nel settore automotive. Più recente è la concezione di dispositivi elettromeccanici su scala micro/nano-metrica, MEMS/NEMS, che trovano un sempre maggior impiego soprattutto nei dispositivi elettronici con diverse funzioni: attuazione, trasduzione, misura, etc. Sistema di posizionamento verticale di un microspecchio per la trasmissione di un segnale ottico: la deflessione della mensola bimetallica è generata dalla diversa dilatazione dei metalli sotto l’ azione di un opportuno gradiente termico. Sensore capacitivo di temperatura per misure in ambienti ostili; massima temperatura rilevabile 300°C. Trasmissione meccanica attuata elettrostaticamente. Progetto di ricerca: “Powerharvesting system forbiomechatronicdevice” In ambito biomedicale la possibilitàdi realizzare dispositivi con dimensioni molto ridotte e per di più gestibili elettronicamente in remoto ha dato impulso alla nascita di soluzioni impiantabili all’ interno del corpo umano per monitorare e/o controllare i parametri clinici di interesse: micropompe per insulina, pacemaker, microstimolatori neurali, sensori dei parametri vitali, protesi acustiche e ottiche e sempre nuove applicazioni si aggiungono quotidianamente alla lista. Per le applicazioni che necessitano di un’alimentazione elettrica che sia il più possibile esente da interventi di sostituzione delle batterie e al limite autonoma si è attualmente alla ricerca di una soluzione che permetta o di generare l’elettricità attraverso microcelle o di recuperarla dall’ambiente (energyharvesting) nelle varie forme in cui l’energia si rende disponibile: meccanica originata da vibrazioni e in generale dal movimento, termica, elettromagnetica, di pressione, etc. In particolare il progetto di ricerca, di cui mi occuperò, verte sull’ harvesting di energia dal movimento umano per l’ alimentazione di protesi autonome da impiantare nel corpo umano. La strada che si sta seguendo è quella della conversione per via elettromagnetica delle oscillazioni prodotte da un individuo durante le normali attività quotidiane. Un primo prototipo già realizzato converte, sulla base della legge di Faraday-Newmann-Lenz, le oscillazioni di una spira piana all’interno di un campo di induzione magnetica in una differenza di potenziale agli estremi della spira. L’obiettivo è quello di massimizzare la potenza elettrica prodotta utilizzando una sorgente di vibrazioni a bassa frequenza. Prototipo della spira planare realizzata con diverse geometrie di sospensione elastica. Analisi degli effetti dell’orientazione delle polarità dei magneti sulla generazione di tensione. Progetto del convertitore elettromagnetico.