Il laboratorio ha come obiettivo primario lo studio e lo sviluppo dei componenti di sistemi automatici a fluido e della loro integrazione nei sistemi.
In seguito viene riportata una breve descrizione delle principali attività che si svolgono nel laboratorio, suddivise nelle principali aree di interesse.
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COMPONENTI
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Sistemi frenanti per treni e tram
Massimiliana Carello; Carlo Ferraresi, Alexandre Ivanov, Matteo Martinelli; Francesco Pescarmona;
Modellazione in ambiente AMESim® di componenti per sistemi frenanti di tipo pneumatico e validazione sperimentale.
Collaborazioni:
Faiveley Transport S.p.A.
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Muscolo pneumatico a fibre diritte
Carlo Ferraresi; Walter Franco; Andrea Manuello Bertetto
E’ un'evoluzione del muscolo di McKibben.
Le fibre disposte longitudinalmente conferiscono prestazioni in forza particolarmente elevate.
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Attuatore a proboscide
Carlo Ferraresi; Andrea Manuello Bertetto, Gustavo Belforte, Francesco Pescarmona
Attuatore deformabile a fluido. La sezione a 2 o 3 lobi consente una deformazione di flessione nel piano o nello spazio controllata dalla pressione interna.
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Attuatore deformabile BiFac2
Carlo Ferraresi; Walter Franco; Giuseppe Quaglia
Attuatore deformabile a fluido, in grado di esercitare sia azioni di trazione sia di spinta grazie alla struttura con due membrane coassiali.
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Attuatore deformabile BiFAc3
Carlo Ferraresi; Walter Franco; Giuseppe Quaglia
La struttura a tre membrane consente, rispetto al BiFAc2, una maggiore configurabilità e quindi la possibilità di impiego in applicazioni come il controllo di vibrazioni o lo sviluppo di sospensioni veicolari semiattive.
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Interfaccia a transizione
Gabriella Eula; Carlo Ferraresi; Vladimir Viktorov; Carmen Visconte
Interfaccia digitale tra segnali elettrici e pneumatici, di dimensioni ridotte e basso consumo energetico, basata sul principio di transizione di un getto da laminare a turbolento. Comprende un ugello emettitore ed uno ricevitore. L'applicazione di un segnale acustico, di opportuna intensità e frequenza, nella camera interposta tra i due ugelli, causa la transizione del getto da moto laminare a turbolento e, quindi, la caduta del segnale in pressione recuperato sull'uscita. Una variazione di pressione di alimentazione di ± 30% non compromette il corretto funzionamento del componente. I risultati ottenuti sono buoni ed indicano la fattibilità dell'utilizzo di tale interfaccia come elemento pilota in valvole pneumatiche.
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Sistemi frenanti per treni e tram
Massimiliana Carello; Carlo Ferraresi ; Alexandre Ivanov; Matteo Martinelli; Francesco Pescarmona;
Vladimir Viktorov
Modellazione in ambiente AMESim® di circuiti pneumatici per sistemi frenanti e validazione sperimentale.
Collaborazioni:
Faiveley Transport S.p.A.
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Mano a dita flessibili
Massimiliana Carello; Carlo Ferraresi; Carmen Visconte
Tre dita ad attuazione pneumatica, dotate di buona adattabilità nella presa di frutti di varia forma e dimensioni, consentono di distribuire con buona uniformità la forza esercitata sulla superficie di contatto
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Prove su componenti pneumatici
Massimiliana Carello; Alexandre Ivanov; Matteo Martinelli; Francesco Pescarmona
Banchi prova portata e banchi prova dinamici per la misura di tempi morti/di risposta di recentissima concezione, flessibili, sensorizzati e automatici con cui possono essere eseguite, secondo le normative ISO attualmente vigenti, prove su valvole, gruppi trattamento aria, componenti pneumatici in generale.
Pressione di monte massima 12 bar ; range di portata tra 200 e 12000 dm3/min (ANR).
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Tester per respiratori artificiali
Gabriella Eula; Terenziano Raparelli
La certificazione dei respiratori viene eseguita tramite modelli di polmone in grado di testare tutti i parametri ventilatori del paziente, quali flusso della miscela di gas anestetico, pressione massima e minima, pressione al boccaglio, rapporto inspirazione-espirazione, frequenza respiratoria.
Sono stati realizzati modelli di polmone, sia a camere fisse sia a volume variabile, in cui un soffietto permette di simulare, in un'unica macchina compatta e portatile, i volumi respiratori di adulti-bambini-neonati.
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Valvole fonatorie
Massimiliana Carello
Caratterizzazione “in vitro” di valvole fonatorie commerciali e di prototipi. In particolare: flusso diretto, inverso; simulazione del funzionamento (apertura/chiusura) anche in ambiente “reale”.
Collaborazioni:
ASO Ordine Mauriziano Presidio Ospedaliero Umberto I – Divisione O.R.L.
A.S.L. TO3 - Ospedali Riuniti di Pinerolo – Divisione O.R.L.
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Tecniche di visualizzazione
Massimiliana Carello; Gabriella Eula; Carlo Ferraresi
Per lo studio di componenti pneumatici e fluidici, si utilizzano tecniche di visualizzazione con correnti di liquido basate sull'uso di bolle di aria, sulla generazione di bolle di idrogeno, su correnti di acqua colorata, sull'uso di particelle traccianti interne ad un liquido o superficiali.Per esempio, la visualizzazione con bolle di idrogeno è realizzata tramite l'utilizzo di elettrodi alimentati ed immersi in una corrente d'acqua.Tali tecniche sono state utilizzate in varie applicazioni quali: studio di geometrie e profili di velocità di amplificatori fluidici; studio di valvole a vortice; studio ed ottimizzazione di tenuta a fluido durante il rifornimento di carburante per autoveicoli.
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Filtri per olio
Terenziano Raparelli; Andrea Trivella
Si è allestito un banco prova dedicato allo studio delle prestazioni di filtri a coalescenza aria- olio. Il banco permette la misura dell’efficienza del filtro in funzione della velocità di attraversamento dell’aria, della pressione di lavoro e della concentrazione di olio immesso. E’ studiata l’influenza sull’efficienza del materiale dell’elemento filtrante e della geometria del sistema di alimentazione. Nelle figure sono visibili lo schema del banco prova, un elemento filtrante a fibre di vetro e un suo ingrandimento, un depuratore con tazza di raccolta trasparente per la visualizzazione della coalescenza.
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Pendolo inverso attuato pneumaticamente
E’ stato sviluppato e analizzato il controllo di un pendolo inverso mediante attuazione pneumatica e valvole digitali comandate in PWM. Per il controllo si utilizza in alternativa o un PLC o una scheda Arduino. In figura è riportata una fotografia complessiva del banco prova realizzato.
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Analisi della voce
Carello Massimiliana
Analisi della caratteristiche della voce (frequenza fondamentale, jitter, shimmer, tempo massimo di fonazione, ecc) in pazienti con voce alaringea (voce esofagea e voce mediante valvola fonatoria).
Collaborazioni:
ASO Ordine Mauriziano Presidio Ospedaliero Umberto I – Divisione O.R.L.
A.S.L. TO3 - Ospedali Riuniti di Pinerolo – Divisione O.R.L.
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Respiratori artificiali
Gabriella Eula; Terenziano Raparelli
Sono stati realizzati vari tipi di respiratori artificiali di tipo pneumatico con anche regolazioni elettroniche del flusso. In particolare le loro applicazioni riguardano il campo della rianimazione, della ventilazione assistita, della terapia respiratoria, dell'anestesia.
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Tutori attivi per la riabilitazione del cammino
Silvia Appendino ; Guido Belforte; Gabriella Eula; Silvia Sirolli
L'uso di tutori attivi consente la riabilitazione di persone prive di mobilità. Il prototipo attualmente in sperimentazione (P.I.G.R.O.) è adattabile alle diverse taglie antropometriche e il passo imposto può essere modificato a seconda delle esigenze. Consente l’attivazione di anca, ginocchio e caviglia. La ricerca ha come scopo lo sviluppo di una nuova metodologia riabilitativa.
Collaborazione con: Cooperativa Puzzle, Università degli studi di Torino – Facoltà di Psicologia, Ospedale Koelliker, Ospedale Santa Croce di Moncalieri.
Finanziato dalla Compagnia di San Paolo nel progetto intitolato “Esoscheletro per la riabilitazione funzionale della deambulazione in pazienti paretici” e dalla Regione Piemonte nel progetto intitolato: “Validazione di una metodologia per la riabilitazione del cammino in pazienti paretici mediante tutore attivo”.
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Ausilio per la movimentazione controllata dei piedi durante l’indagine fMRI
Silvia Appendino ; Guido Belforte; Gabriella Eula
La neuroriabilitazione può essere valutata attraverso esami in vivo quali la fMRI, effettuati pre e post trattamento. Per evidenziare i risultati neurologici occorre effettuare l’esame nelle stesse condizioni, imponendo un moto ripetibile e controllato al paziente. Il dispositivo, amagnetico, permette di valutare la riattivazione delle aree motorie in fMRI.
Collaborazione con: Cooperativa Puzzle, Università degli studi di Torino – Facoltà di Psicologia, Ospedale Koelliker, Ospedale Santa Croce di Moncalieri.
Finanziato dalla Compagnia di San Paolo nel progetto intitolato “Esoscheletro attivo per la riabilitazione funzionale della deambulazione in pazienti paretici” e dalla Regione Piemonte nel progetto intitolato “Validazione di una metodologia per la riabilitazione del cammino in pazienti paretici mediante tutore attivo”.
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Bobinatura
Alexandre Ivanov; Daniela Maffiodo; Francantonio Testore
E’ stato approntato un metodo di ottimizzazione per la bobinatura di fili elastici.
Sono stati realizzati banchi prova per un’analisi parametrica del processo. In particolare, è stato possibile variare la tensione di avvolgimento e l’angolo di avvolgimento.
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Cardatura
Alexandre Ivanov; Stefano Mauro; Francantonio Testore
Un sistema pneumatico per cardatura permette di evitare l’uso di divisori con laccioli e manicotti frottatori.
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Dispositivi per la compattazione dello stoppino
Alexandre Ivanov; Francantonio Testore
Sono stati sviluppati sistemi di compattazione dello stoppino per fibre pettinate.
Prove sperimentali hanno evidenziato una resistenza degli stoppini così trattati molto più uniforme rispetto agli stoppini tradizionali.
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Garzatura
Gabriella Eula; Carlo Ferraresi; Alexandre Ivanov
E’ stato sviluppato un processo innovativo di finissaggio per tessuti lanieri pregiati. In particolare è stata ottimizzata la fase di garzatura, sostituendo i garzi tradizionali, realizzati in cardo naturale, con nuovi garzi metallici in grado di replicarne il funzionamento.
Sono state esaminate e provate sperimentalmente diverse geometrie di garzi metallici, in grado di dare origine ad un prodotto della stessa qualità di quello tradizionale, ma con durate maggiori rispetto ai garzi naturali.
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Interlacciatura
Alexandre Ivanov; Stefano Mauro; Francantonio Testore
Il filo tessile interagisce con un getto d’aria entro una camera opportunamente dimensionata. Il getto separa anzitutto le singole bave del filo, poi imprime loro una forte torsione.
La geometria della camera e la portata d’aria sono scelti in modo da rendere il processo periodico, così che il filo risulti costituito da una sequenza di parti compatte (i nodi) e parti separate. La qualità del prodotto finale dipende, infatti, sia dalla regolarità dei nodi, sia dalla loro rigidezza.
Le ricerche attuali sono concentrate sulla diminuzione dei consumi d’aria.
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Lisciatura
Alexandre Ivanov; Matteo Martinelli
Terenziano Raparelli; Francantonio Testore;
Andrea Trivella; Vladimir Viktorov
Un dispositivo pneumatico riduce la pelosità del filo, migliorando la qualità del prodotto finale.
Un vortice d’aria, generato attorno al filo passante dal fuso alla rocca, avvolge e lega le fibre sporgenti attorno al nucleo del filo.
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Ugelli ausiliari per telai ad aria
Giuliana Mattiazzo; Vladimir Viktorov; Carmen Visconte
Si è analizzato il flusso d’aria emesso da ugelli ausiliari per telai tessili, aventi diversa geometria. Una serie di prove sperimentali effettuati al di fuori del telaio ha permesso di confrontare il comportamento di ugelli diversi in termini di distribuzione di velocità, allargamento del getto e consumo d’aria.
Al fine di valutare l’interazione tra il getto proveniente dagli ugelli ausiliari ed il pettine, sono state effettuate prove anche a bordo telaio, valutando la velocità del flusso all’interno del canale del pettine e a diversa distanza dalla sezione d’uscita dell’ugello.
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Ugelli di lancio per telai ad aria
Guido Belforte; Giuliana Mattiazzo; Vladimir Viktorov; Carmen Visconte
E’ stata effettuata un’analisi dell’ugello principale di telai tessili ad aria, finalizzata a valutare la forza di trascinamento esercitata dal flusso d’aria sul filato. Si è valutata l’influenza di una serie di parametri, quali la lunghezza, il diametro e la forma del tubo di accelerazione ed il materiale del filato.
L’analisi sperimentale su prototipi è stata supportata da un’analisi numerica su un modello bidimensionale implementato nel codice commerciale Fluent.
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Muscoli Pneumatici e Vestiti Attivi
Silvia Appendino; Gabriella Eula; Roberto Grassi; Alexandre Ivanov; Silvia Sirolli
Realizzazione e caratterizzazione di muscoli pneumatici con differenti tecniche di giunzione per l’integrazione in capi di abbigliamento attivi.
Progetto finanziato nell'ambito del PROGETTO MULTIREGIONALE HI-TEX Reg. Piemonte - D.G.R. n. 227-4715 del 27/11/2006
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