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archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

 

Tesi etd-09172018-094312


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
GAROZZO, GUIDO GIUSEPPE
URN
etd-09172018-094312
Titolo
Progettazione, realizzazione e caratterizzazione di un dispositivo per la gestione aumentata dell'interazione uomo macchina in ambito medicale
Struttura
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA BIOMEDICA
Commissione
relatore Dott. Ciuti, Gastone
Parole chiave
  • Biomedical
  • HRC
  • Proximity Sensor
Data inizio appello
05/10/2018;
Consultabilità
parziale
Data di rilascio
05/10/2021
Riassunto analitico
In questo lavoro, è stata sviluppata una nuova tecnologia di sensori capacitivi per il rilevamento della prossimità realizzata sulla base di un design intelligente volto a ottimizzare l’interazione del sistema con l’ambiente esterno. Sfruttando il principio di funzionamento della tecnologia capacitiva è stato poi progettato un dispositivo portatile, un bracciale, in grado di incrementare il campo di rivelazione del sensore capacitivo. L’elemento sensibile presenta una struttura conforme a più strati e segue la configurazione del condensatore ad armature co-planari. Un prototipo è stato sviluppato utilizzando elettrodi di rame stampati su uno strato<br>di kapton, giacenti su un substrato isolante utilizzato come shock absorber.<br>Il bracciale è un elemento attivo generante un campo elettrico sincronizzato con l’elemento sensibile tramite un apposito circuito inserito all’interno di esso.<br>Un prototipo è stato sviluppato seguendo una geometria semplice, utile in fase di test e validazione delle prestazioni. Le prestazioni del sistema sensore/bracciale ottenute inizialmente con le simulazioni sono state verificate con i risultati sperimentali.<br>Il circuito di condizionamento per ottenere la tensione di uscita data la capacità variabile del sensore è stato progettato seguendo un semplice modello schematico: conversione, amplificazione e filtraggio.<br>Un circuito ad agganciamento di fase è stato progettato per il bracciale per sincronizzare il segnale del bracciale a quello del sensore. L’opposizione di fase è la proprietà fondamentale che il campo elettrico del bracciale deve possedere affinché possa interagire con l’elemento sensibile a distanze più elevate.<br>Attraverso le simulazioni e i risultati sperimentali ottenuti dai prototipi si è dimostrato che la tecnologia capacitiva sviluppata risulta più efficace nell’aumentare la distanza massima rivelabile di un ostacolo mantenendo la dimensione dell’unità sensibile compatta. Infatti la distanza massima rivelabile dal sensore con il bracciale risulta essere circa 400 mm, un risultato ottimale che permette di adottare tecniche utili alla coesistenza tra robot ed operatore.
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