Progetto, sviluppo e caratterizzazione di un riduttore cicloidale per l'azionamento di un'articolazione protesica di gomito

Il presente elaborato descrive l’attività svolta presso l’Area Ricerca e Formazione del Centro Protesi INAIL, volta al progetto, sviluppo e caratterizzazione di un riduttore cicloidale per l’azionamento di un’articolazione protesica di gomito. Questo lavoro è nato dalla necessità di sostituire il gruppo di motoriduzione del gomito elettromeccanico INAIL EMEI 3.0, ritirato dal mercato a causa della reversibilità del meccanismo che comportava la discesa passiva del gomito quando flesso. Per la fase di progettazione del riduttore ci si è serviti del software CAD Autodesk Inventor Professional, che consente di progettare, visualizzare e simulare una rappresentazione digitale del prodotto finale. I prototipi dei vari componenti del riduttore sono stati sviluppati con stampante 3D, e successivamente, sulla base dei disegni tecnici tradizionali, sono stati fabbricati presso un’officina meccanica specializzata. Per la caratterizzazione del riduttore cicloidale, comparato a quello epicicloidale già presente nel gomito INAIL EMEI 3.0, ci si è serviti di un banco prova per articolazioni protesiche attive sviluppato all’interno del Centro Protesi. Si è utilizzato quindi il sistema PAC (Programmable Automation Controller) National Instruments – CompactRIO che, avvalendosi di un processore Real-Time, in combinazione ad un FPGA (Field-Programmable Gate Array) e a moduli di I/O, permette sia il controllo che l’acquisizione ad elevate prestazioni oltre ad una grande versatilità applicativa. Il codice, sviluppato interamente in Labview, prevede anche la connessione con il software di acquisizione stereofotogrammetrica Vicon Nexus per acquisire gli angoli articolari del gomito, tramite il posizionamento di marker sui due segmenti protesici di braccio ed avambraccio.