Performance evaluation and safety improvement of Cable Driven Robots

I robot a cavi sono una classe di manipolatori innovativa nell’ambito della robotica. Risultano particolarmente vantaggiosi nei campi in cui si richiede un ampio spazio di lavoro o la capacità di sollevare carichi ingenti. Il loro design semplice e leggero li rende notevolmente economici e facilmente riconfigurabili. Nonostante gli innegabili vantaggi, i robot a cavi sono ancora scarsamente diffusi in applicazioni che esulano dalla ricerca. L’applicazione più nota e di maggior successo è probabilmente quella delle telecamere sospese, impiegate in stadi e palazzetti. Nonostante l’uso intensivo di questa tecnologia in aree pubbliche ed affollate, non è ancora presente un efficiente sistema di emergenza. Infatti, un improvviso blocco dei motori non assicura l’arresto del dispositivo, come invece accade per i robot tradizionali a membri rigidi. Lo scopo di questa tesi è quello di analizzare le problematiche legate alla sicurezza nei robot a cavi e proporre nuove soluzioni da attuare in caso di malfunzionamento per assicurare l’arresto dell’organo terminale. La necessità di un’efficiente strategia per gestire i guasti è provata dai numerosi incidenti riguardanti le telecamere sospese avvenuti in tutto il mondo. La prima parte della tesi presenta una panoramica sui robot a cavi, considerando classificazione, modellazione e valutazione delle prestazioni. Successivamente, la tesi presenta due diverse possibili strategie da attuare in caso di rottura di uno o più cavi per garantire l’arresto in sicurezza dell’organo terminale mentendo la tensione su tutti i cavi rimanenti. Le strategie verrano quindi testate considerando un prototipo di robot a cavi sospeso e planare. Seguiranno poi i risultati sperimentali nella parte finale della tesi dove verranno discusse fattibilità ed affidabilità di entrambe le strategie.