Dispositivi aptici per sistemi di sollevamento industriali

La sicurezza dell’operatore è un aspetto che riveste molta importanza nell’ambito delle macchine da cantiere. La pericolosità dell’ambiente di lavoro costringe l’operatore a valutare svariati fattori allo stesso tempo, inoltre per operare i macchinari in sicurezza è in genere richiesto un lungo periodo di apprendimento e molta concentrazione. Infatti, in questo settore, l’interazione uomo macchina è molto limitata. Allo scopo di migliorare l’interazione e aumentare la sicurezza è stato sviluppato un sistema di controllo della stabilità che fa uso di un modello semplificato della macchina e di un joystick a due gradi di libertà capace di restituire sensazioni di forza. Questo joystick fa uso di un attuatore passivo e di uno attivo. In generale gli attuatori attivi (come i motori) sono caratterizzati dalla capacità di generare stimoli ben controllabili, ma hanno un ridotto rapporto peso/potenza, sono costosi e possono essere fonte di pericolo nei confronti dell’operatore. Gli attuatori passivi (come i freni) possono invece generare coppie maggiori, sono meno costosi e sono sicuri in quanto non possono introdurre energia nel sistema ma solo dissiparla; questa caratteristica costituisce però una limitazione alle sensazioni che possono essere restituite all’operatore. Per superare questo limite è stato applicato un elemento elastico in serie al freno. Nella prima parte di questo lavoro viene introdotto il sistema di controllo della stabilità e viene illustrato lo schema costruttivo del joystick aptico. Nella seconda parte sono descritti tre diversi schemi di controllo sviluppati per comandare in sicurezza un sistema di sollevamento industriale. Nella parte finale sono presentati i primi risultati sperimentali effettuati per comparare i vari schemi di controllo che sono stati sviluppati. In questo lavoro è inserito inoltre il progetto di due sistemi che sono stati realizzati per comandare un freno elettromagnetico e un freno idraulico proporzionale che possono essere usati in futuri test come attuatori passivi per il joystick .