Sviluppo di un meccanismo di irreversibilità del moto per articolazioni protesiche

Le protesi di arto superiore necessitano di un sistema frenante che consenta di impedire movimenti indesiderati dell’articolazione, originati da forze esterne. Infatti, il freno consente di interrompere il movimento retrogrado dell’apparato, permettendo all’arto di mantenere la posizione imposta dal gruppo motore in maniera passiva ed automatica, senza sprecare inutilmente energia elettrica per tenere l’albero motore in posizione di stallo. Questi dispositivi frenanti, definiti come NBDM (Non Back Drivable Mechanism), sono in grado di trasmettere il moto in maniera unidirezionale secondo la catena cinematica (motore-utilizzatore). Nonostante gli evidenti vantaggi generati dall’applicazione dei meccanismi NBDM alle protesi ortopediche, tali dispositivi frenanti sono caratterizzati da un basso rendimento. Il presente elaborato di tesi si pone l’obiettivo di superare questo limite. A tal fine, ho preso parte ad un progetto ideato insieme all’equipe dell’Area Ricerca e Sviluppo del Centro Protesi INAIL, volto alla progettazione e alla successiva realizzazione di un sistema di trasmissione irreversibile ad alta efficienza, che consenta di non ridurre significativamente la potenza utile in uscita, ottimizzando il consumo energetico. Alla base dell’innovativo sistema vi è la necessità di soddisfare i seguenti requisiti fondamentali: - irreversibilità del moto (da cedente a movente); - assenza di elementi attivi; - alto rendimento (nel moto diretto movente-cedente); - peso contenuto; - semplicità del meccanismo; - adattabilità; - scalabilità in relazione a carichi in gioco.