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APPROCCIO AL PROBLEMA

ANALISI DEI PRODOTTI ESISTENTI

Il primo problema che ci si è posto davanti è stato quello relativo al meccanismo da usare. Molti di quelli attualmente in commercio si basano sul quadrilatero articolato, che permette, attraverso la variazione delle lunghezze delle aste di regolare il comportamento del quadrilatero stesso. Tuttavia questi sistemi peccano di usura e di manutenzione: il sistema si basa infatti su delle aste vincolate tra di loro tramite perni (4) che collegano i corpi tramite cuscinetti (8).

Abbiamo pensato quindi trovare un sistema in grado di garantire quei movimenti, ma che abbia usure minori perciò minore necessità di manutenzione.

INNOVAZIONE

L’idea che ci è venuta quella di sostituire il quadrilatero con un’unica coppia rotoidale. In questo modo il numero di elementi in movimento sottoposti a sforzi è minore. Questa soluzione prevede dei perni che scorrono su delle guide. In questo modo si possono approssimare con dei carrelli, quindi la posizione del CIR è data dall’intersezione delle perpendicolari alle guide punto per punto. L’imposizione di una particolare traiettoria del CIR permetterebbe quindi di ricavare la forma delle guide che servono a mantenerla.

STUDIO DEL CIR CON LE GUIDE

In realtà il problema si è dimostrato più difficile del previsto.

· I tentativo

Abbiamo provato a ricostruire la traiettoria del CIR simulando il comportamento di un quadrilatero articolato. Questo è stato possibile grazie ad un semplice foglio Excel da noi costruito, in modo che restituisse il luogo dei punti occupati dal CIR al variare dei parametri principali, quali lunghezza delle aste e angoli relativi. In questo modo abbiamo ottenuto una traiettoria precisa, che però non è stato possibile esprimere analiticamente a causa della sua complessità.

VALUTAZIONE CIR QUADRILATERO.xls (link attivo nella versione integrale del sito)

· II tentativo

Abbiamo quindi approssimato la traiettoria con archi di circonferenza. In questo modo potevamo esprimerla analiticamente (anche se a tratti). Tuttavia per determinare la forma delle guide non bastava imporre la perpendicolarità tra le rette (che si incrociavano sulla traiettoria) e l’arco infinitesimo della guida in quel punto. Il sistema aveva ancora troppi gradi di libertà, non determinabili a priori.

· III tentativo

Siamo quindi stati costretti a costruire manualmente le curve che rappresentano le guide, modificandole localmente in modo che il CIR si muovesse in quel determinato modo. In questo modo inoltre la traiettoria risulta ancor più ottimizzata rispetto a quella offerta dal quadrilatero, che invece è soggetto a limiti di ingombro.

COSTRUZIONE GUIDE (link attivo nella versione integrale del sito)

Una volta ottenuto l’andamento delle due guide abbiamo potuto iniziare la modellazione CAD dei vari componenti.