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Università di Brescia Sede consorziata Università di Bergamo Sede amministrativa E considerata una delle cinque discipline ingegneristiche che avrà il maggiore sviluppo nel XXI secolo. La meccatronica rappresenta la naturale evoluzione della progettazione meccanica. L automotive è il settore in cui i dispositivi meccatronici hanno avuto la maggiore diffusione. 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. Secondo la filosofia del simultaneous engineering al suo interno convivono conoscenze di tipo elettronico, controllistico ed informatico. 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 frenatura brake –by -wire a) Elettroidraulico (Bosch) b) Elettromeccanico (Continental Teves). Incidenza sul costo totale nel settore automotive delle innovazioni meccatroniche. Trasmissione meccanica attuata elettrostaticamente. 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. Progetto di ricerca: Power harvesting system for biomechatronic device In ambito biomedicale la possibilità di 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 unalimentazione 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 lelettricità attraverso microcelle o di recuperarla dallambiente (energy harvesting) nelle varie forme in cui lenergia 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 allinterno di un campo di induzione magnetica in una differenza di potenziale agli estremi della spira. Lobiettivo è quello di massimizzare la potenza elettrica prodotta utilizzando una sorgente di vibrazioni a bassa frequenza. Sensore capacitivo di temperatura per misure in ambienti ostili; massima temperatura rilevabile 300°C. Principali innovazioni meccatroniche nel settore automotive. Progetto del convertitore elettromagnetico. Prototipo della spira planare realizzata con diverse geometrie di sospensione elastica. Analisi degli effetti dellorientazione delle polarità dei magneti sulla generazione di tensione. Vincenzo Luciano vincenzo.luciano@ing.unibs.it Dipartimento di Ingegneria dell Informazione Dipartimento di Ingegneria Meccanica Università degli studi di Brescia – Facoltà di Ingegneria
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