Situazione attuale e aspettative per il futuro

Con il post di oggi abbiamo toccato la prima fase di progettazione di uno dei componenti del progetto Iron Man ed è di dovere approfondire un po’ quello che ciò comporta e comporterà. Continua a leggere

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Braccio Iron Man, progettazione dei controlli

Il modello per i movimenti prevede l’uso di servomotori elettrici posti nelle giunzioni articolari che trasferiscono la coppia ad una struttura sottoscocca vincolata al braccio dell’utilizzatore. I servo sono controllati da una scheda Arduino. Ho elaborato 2 modelli e 2 programmi per la gestione del meccanismo, che differiscono per il tipo di sensore di input utilizzato, e nulla vieta che ce ne saranno altri (finchè non raggiungeremo un modello che ci da un adeguato livello di feedback non smetteremo di progettare). Questi modelli sono stati elaborati con i temi economicità e semplicità considerati prioritari su tutto il resto. Ricordo per completezza che la soluzione ottimale sarebbe utilizzare dei biosensori EMG, come già intuito anche da altri utenti che seguono il progetto. Purtroppo questi sensori costano molto, ma vorrei provare ad autocostruirne uno rudimentale con materiali facilmente reperibili. Presto mi occuperò di questo progetto, ma ora passiamo ai modelli attualmente in sviluppo.

MODELLO 1: L’input di movimento e di posizione assoluta viene fornito da un potenziometro coassiale al pignone del servo (asse passante per il gomito, perpendicolare alla lunghezza del braccio) e elaborato secondo tale programma: Continua a leggere

Braccio Iron Man, Progettazione

Obbiettivo: Progettare il braccio di Iron Man, una struttura indossabile che fornisca all’utilizzatore

  • Protezione da impatti, perforazioni e abrasioni.
  • Aumento della forza
  • Aumento della resistenza (possibilità di ripetere gli sforzi più volte del normale)
  • Un elevato grado di libertà nei movimenti (prossimo se non uguale a quello della persona senza armatura).

I modelli:

  • PROTEZIONE: Siamo giunti ad un modello da testare per la protezione illustrato qui , e il lavoro di progettazione delle protezioni e del layout interno verrà illustrato in un post di imminente pubblicazione [Braccio Iron Man, progettazione delle protezioni e layout interno].
  • POTENZIAMENTO DEI MOVIMENTI: il modello da testare per il potenziamento dei movimenti è invece analizzato nel dettaglio in un altro post [Braccio Iron Man, progettazione dei controlli], pubblicato in contemporanea a questo.

I test: Work in progress…

Fase: Progettazione

Una volta definiti gli ordini di grandezza delle risorse necessarie ad un determinato progetto (e stabilitane quindi la fattibilità) lo step successivo è la vera e propria progettazione.

È questa la fase in cui tutti gli input e i vincoli di varia natura convergono in un disegno che servirà poi alla produzione del componente.

Innanzitutto si ragiona criticamente sul compito che  il nostro prodotto dovrà assolvere al fine di identificare una geometria e dei vincoli di massima. Poi, con un prototipo bene in mente, si passa alla fase di disegno.
L’ausilio di strumenti CAD ci permette di progettare in maniera molto dinamica, per esempio utilizzando come riferimento per la modellazione di un componente la geometria di un altro, o applicando modifiche in itinere al nostro progetto.

Ottenuta una geometria valida sotto tutti gli aspetti (geometrico, funzionale, economico, etc), si passa ad una prima fase di testing.
Il testing può essere di diversa natura: possiamo per esempio immaginare di realizzare un prototipo, ma con la tecnologia moderna possiamo anche fare analisi preliminari senza spreco di denaro, utilizzando specifici software a seconda delle nostre necessità.

Il testing ci mostrerà eventuali problemi, o potrà darci degli indizi su come migliorare il componente.
Con queste nuove informazioni  in nostro possesso possiamo reiterare la progettazione per correggere o ottimizzare il prodotto finale.
Quando il nostro nuovo prodotto, dopo un certo numero di design reviews, soddisferà tutti i requisiti posti all’inizio della progettazione o comunque sarà considerato soddisfacente, potrà davvero essere considerato concluso.

Esoscheletro, uno sguardo più da vicino

Risposta al commento di Luca, relativo al primo post sull’esoscheletro.

Ciao Luca, benvenuto. Come hai intuito, il sensore da scegliere e come utilizzarlo per comandare i servomotori è la questione più spinosa del progetto dell’esoscheletro.

Come hai suggerito si potrebbero usare degli accelerometri, ma bisogna considerare che questi strumenti  sono costosi e inoltre non forniscono una misura affidabile per la nostra applicazione. Per esempio un accelerometro posto sulla mano non saprebbe distinguere se un’accelerazione verticale è dovuta alla rotazione della spalla o del gomito o addirittura ad un’azione di salto.

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Arduino Starter Kit è tra noi

Breve post per annunciare l’arrivo dell’arduino starter kit.

 

My beautiful picture My beautiful picture

Nulla da dire, ancora devo metterci mano, ma ho praticamente letto tutto il libro di progetti allegato.
Il progetto numero 5 illustrato nel libro introduce al controllo dei servomotori. Nei prossimi giorni realizzerò la maggior parte dei progetti illustrati, in modo da acquisire le conoscenze che mi permetteranno poi di realizzare il circuito relativo al controllo del braccio meccanico (di cui ho parlato nell’ultimo post Esoscheletro (1)) senza fare danni.

Per quanto riguarda il kit in se, nulla da eccepire. Bella scatola innanzitutto xP, e scherzi a parte bei componenti in generale (ho letto i data sheet di alcuni sensori come il fotoresistore o il sensore di temperatura e mi sono piaciuti).
Vi mostrerò i componenti con calma, magari di volta in volta che li utilizzeremo.
My beautiful pictureDi tutti i componenti del kit, comunque, l’unico che mi ha rimasto un po’ perplesso è proprio il servomotore. Difatti è molto più piccolo di quanto mi aspettassi.

Probabilmente per il prototipo di braccio ne utilizzerò un altro (questo sembra talmente delicato che ho quasi paura di romperlo con lo sguardo :/).

Ho ordinato nella stessa spedizione anche dei potenziometri di qualità un po’ superiore (da usare come sensori nel braccio) e 2 led e 2 ricevitori a infrarossi che, prima o poi, mi serviranno.

Piccola nota fuori tema:
– Se vedete il sito impazzire ogni tanto non fateci caso e ricaricate dopo qualche minuto. Sto facendo delle modifiche/verifiche.

Cari saluti, ci sentiamo presto :)

Esoscheletro Iron Man (1)

L’obbiettivo è costruire un esoscheletro prototipale che fornisca all’utilizzatore:

  1. Maggiore potenza muscolare,
  2. Minore fatica nell’atto del correre, combattere e sollevare pesi,
  3. Maggiore agilità.

Considerato che il nostro esoscheletro è parte di un sistema più complesso e pesante, riterrò soddisfacente un esoscheletro capace di offrire all’utilizzatore dell’armatura lo stesso grado di agilità, velocità, potenza e fatica che avesse senza di essa.
Ovviamente raggiunto questo primo obbiettivo poi proveremo a superarlo.

La tipologia di attuatori meccanici che possiamo utilizzare è vasta, uno tra tutti il “muscolo fluidico festo”, un simil-muscolo pneumatico (vi linko un foglio esplicativo dall’archivio: Link).

Muscolo fluidico

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