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Progettazione
Progettazione al CAD
Abbiamo deciso di utilizzare il software Solidworks per rappresentare graficamente il nostro progetto date le sue funzioni 3D e la sua versatilità in campo meccanico
Il numero di parti utilizzate per la creazione di questo progetto ammonta circa a una settantina (compresa bulloneria e viteria) e la sua realizzazione ha impiegato circa due mesi interi.
La rappresentazione dell'esoscheletro è riportata qui di fianco, di seguito si trovano tutti i componenti principali.
Progettazione al CAD
Le aste
Sapendo che un esoscheletro è composto da più parti, un fattore importante che abbiamo dovuto tenere in considerazione erano le dimensioni delle aste, essendo consapevoli del fatto che sono proprio quest'ultime a essere la base sulla quale poi si procederà alla costruzione dell'intero esoscheletro.
Il dimensionamento è stato eseguito a flessione utilizzando l'alluminio, date le sue caratteristiche di leggerezza, e considerando l'intensità di tutti i carichi e le coppie dei motori elettrici sopra definiti. Si sono ricavate quindi due aste di sezione rettangolare cava 50 x 30 mm con uno spessore del profilato di 4 mm.
La gamba è stata analizzata nel caso in cui fosse alzata da terra in piena distensione e ponendo che i motori non superassero un angolo pari a 45°, senza contare la sollecitazione di compressione dovuta al peso dei motori e del corpo dato che quest'ultimo è distribuito sulle ossa e le stampelle del paziente.
La sezione è stata scelta per garantire la regolazione dell'altezza delle aste in funzione delle caratteristiche del paziente, con il risultato che EXO L3G potrà essere utilizzato da ragazzi di 10 anni fino a persone anziane.
Asta telescopica (Anca)
Il ginocchio
Come si può ben vedere dalle immagini il nostro team ha lavorato con diversi obiettivi. Uno tra questi era di creare un esoscheletro che fosse bello esteticamente e poco ingombrante. Perciò si è studiato e creato un apposita piastra in grado di garantire l'allineamento verticale delle aste. Questo pezzo è costituito da due serie di fori filettati: una per il fissaggio dell'asta superiore, ossia quella femorale, l'altra per il collegamento al motore.
La caviglia
Nella progettazione della caviglia abbiamo voluto tenere in considerazione che durante la semplice camminata del paziente questa segue un movimento rotatorio alternato intorno al centro di rotazione costituito nell'esoscheletro da un foro in cui è inserito un perno.
Anche questa articolazione è regolabile in funzione delle dimensioni della caviglia del paziente.
Tutta l'articolazione è rivestita di materiale spugnoso e morbido per garantire comodità e aderenza.
L'anca
Le aste metalliche necessitano di essere legate efficacemente alle gambe del paziente. Considerando anche che ogni persona ha caratteristiche anatomiche diverse si è pensato a un aggancio costituito da cinturini a strappo, che garantissero comodità e rigidezza. All'interno di questi infatti è presente una sottile fascia di alluminio in grado di sorreggere l'arto in fase di salita e discesa.
La parte più complessa è stata connettere l'intero esoscheletro all'anca. Difatti è stata comprata un'apposita imbracatura in grado di conferire stabilità strutturale e assicurare un sistema di aggancio all'anca dell'esoscheletro.