automazione industriale per applicazioni specialiautomazione industriale per applicazioni speciali -...
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XXIII Ciclo di Dottorato di Ricerca in Meccanica ApplicataRelazione Primo Anno
Automazione IndustrialeAutomazione Industriale
Relazione Primo Anno
Automazione Industriale Automazione Industriale per Applicazioni Specialiper Applicazioni Speciali
Curriculum: Robotica e Automazione IndustrialeRobotica e Automazione Industriale
Dottoranda: Cinzia Amici
Coordinatore: Prof. Giovanni LegnaniTutore: Prof. Rodolfo Faglia
U i ità d li St di di B i
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Università degli Studi di BresciaFacoltà di Ingegneria
Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale
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Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
S d ll iS d ll iStruttura della presentazioneStruttura della presentazione
Attività principali di ricerca
Industriale
Industriale
Attività collaterali di ricerca
scia
scia
Mec
canica
Mec
canicaeeII
Collaborazioni e progetti
Studi
Studidi
diBre
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di Pubblicazioni
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Dip
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Sviluppi futuri
Cinzia Amici Relazione Primo Anno XXIII Ciclo di Dottorato di Ricerca in Meccanica Applicata 2
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S d ll iS d ll i
Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Struttura della presentazioneStruttura della presentazione
Attività principali di ricerca
Industriale
Industriale
Attività collaterali di ricerca
scia
scia
Mec
canica
Mec
canicaeeII
Collaborazioni e progetti
Studi
Studidi
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iaMM Collaborazioni e progetti
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di Pubblicazioni
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Dip
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Sviluppi futuri
3Cinzia Amici Relazione Primo Anno XXIII Ciclo di Dottorato di Ricerca in Meccanica Applicata
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A i i à i i li di iA i i à i i li di i
Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Attività principali di ricercaAttività principali di ricercaMiniMini--manipolatori:manipolatori:Analisi Cinematica Diretta e Inversa pp
Analisi cinematica e dinamica dirobot flessibile (cerniere flessionali), ad
hi ll l
Analisi Dinamica Inversa
Spazio di Lavoro
Industriale
Industriale architettura parallela;
Realizzazione di prototipi nonfunzionali della struttura in ABS
scia
scia
Mec
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Mec
canicaeeII funzionali della struttura, in ABS.
Studi
Studidi
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A i i à i i li di iA i i à i i li di i
Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Attività principali di ricercaAttività principali di ricercaMiniMini--manipolatori:manipolatori:
A C t t A T iLeggi di moto agli attuatori: pp
Analisi cinematica e dinamica dirobot flessibile (cerniere flessionali), ad
hi ll l
Acc. Costante Acc. Trapezia con disturbo casuale
Industriale
Industriale architettura parallela;
Realizzazione di prototipi nonfunzionali della struttura in ABSModelli delle cerniere flessionali:
[N,s] [N,s]
scia
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Mec
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Mec
canicaeeII funzionali della struttura, in ABS.Modelli delle cerniere flessionali:
[N,s] [N,s]
Studi
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Modello 1 Modello 2
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di Modello 1 Modello 2
Andamento delle forze esterne:Costanti In funzione del tempo
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[N,s] [N,s]
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Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Attività principali di ricercaAttività principali di ricercaMiniMini--manipolatori:manipolatori:Leggi di moto: pp
Analisi cinematica e dinamica dirobot flessibile (cerniere flessionali), ad
hi ll l
Accelerazione costanteAccelerazione trapeziaAccelerazione trapezia con
Industriale
Industriale architettura parallela;
Realizzazione di prototipi nonfunzionali della struttura in ABS
disturbo casuale
Forze Esterne:Costanti
scia
scia
Mec
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Mec
canicaeeII funzionali della struttura, in ABS.Costanti
Randomin funzione del tempo
Studi
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Modelli di Cerniera Flessionale:
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di Tipologia 1
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Tipologia 2
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Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Attività principali di ricercaAttività principali di ricercaMiniMini--manipolatori:manipolatori:pp
Analisi cinematica e dinamica dirobot flessibile (cerniere flessionali), ad
hi ll l
Industriale
Industriale architettura parallela;
Realizzazione di prototipi nonfunzionali della struttura in ABS
scia
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Mec
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canicaeeII funzionali della struttura, in ABS.
Studi
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Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Attività principali di ricercaAttività principali di ricercaBiomeccatronicaBiomeccatronica (Progettazione e realizzazione di una spalla biomeccanica):(Progettazione e realizzazione di una spalla biomeccanica):( g p )( g p )
Studio del complesso articolare della spalla;
Industriale
Industriale
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Identificazione di un modello adatto a simulare cinematica e dinamica delcomplesso articolare.
8Cinzia Amici Relazione Primo Anno XXIII Ciclo di Dottorato di Ricerca in Meccanica Applicata
complesso articolare.
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A i i à i i li di iA i i à i i li di i
Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Attività principali di ricercaAttività principali di ricercaBiomeccatronicaBiomeccatronica (Progettazione e realizzazione di una spalla biomeccanica):(Progettazione e realizzazione di una spalla biomeccanica):( g p )( g p )
Studio del complesso articolare della spalla;
Industriale
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Identificazione di un modello adatto a simulare cinematica e dinamica delcomplesso articolare.
9Cinzia Amici Relazione Primo Anno XXIII Ciclo di Dottorato di Ricerca in Meccanica Applicata
complesso articolare.
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Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Struttura della presentazioneStruttura della presentazione
Attività principali di ricerca
Industriale
Industriale
Attività collaterali di ricerca
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Collaborazioni e progetti
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Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Struttura della presentazioneStruttura della presentazione
Attività principali di ricerca
Industriale
Industriale
Attività collaterali di ricerca
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Collaborazioni e progetti
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Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Attività secondarie di ricercaAttività secondarie di ricercaPartecipazione a corsi, convegni e seminari:Partecipazione a corsi, convegni e seminari:
“Esperienze e prospettive di Biomeccanica presso la Facoltà di Ingegneriadell’Università di Brescia”: giornata di studio Università degli Studi di
Industriale
Industriale
dell Università di Brescia : giornata di studio, Università degli Studi diBrescia, Facoltà di Ingegneria, Brescia, 30 Novembre 2007.“Maple 11 Base e Maple 11 Advanced”: corso, Università degli Studi di
scia
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Mec
canicaeeII p p , g
Brescia, Facoltà di Ingegneria, Brescia, 6 e 7 Marzo 2008.“Pro/ENGINEER (Pro/E) versione Wildfire 3.0”: corso, Università degliS di di B i F l à di I i B i 17 18 19 20 21 M
Studi
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iaMM Studi di Brescia, Facoltà di Ingegneria, Brescia, 17, 18, 19, 20 e 21 Marzo
2008.“Smart Sensors Systems Design”: seminario, Università degli Studi di
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di Smart Sensors Systems Design : seminario, Università degli Studi di
Brescia, Facoltà di Ingegneria, Brescia, 8 Aprile 2008.“Programmazione fuori linea”: convegno SIRI con mostra di
Univ
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Faco
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aDip
a
affiancamento, Facoltà di Ingegneria, Modena, 10 Aprile 2008“Corso nazionale automazione e robotica 2008”: corso SIRI, Facoltà diIngegneria Bergamo 21 28 Maggio e 4 18 25 Giugno 2008
12
Ingegneria, Bergamo, 21,28 Maggio e 4, 18, 25 Giugno 2008.
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Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Struttura della presentazioneStruttura della presentazione
Attività principali di ricerca
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Industriale
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Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Struttura della presentazioneStruttura della presentazione
Attività principali di ricerca
Industriale
Industriale
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C ll b i i iC ll b i i i
Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Collaborazioni e progettiCollaborazioni e progetti
Collaborazione didattica nell’ambito del settore disciplinare dimeccanica applicata alle macchine (esercitazioni frontali, supporto
Industriale
Industriale alla stesura e alla correzione di elaborati).
Collaborazione al corso di Biomeccanica, nell’ambito del Corso di
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Laurea Specialistica in Ingegneria dell’Automazione Industriale.
Correlazione alla tesi “Analisi e valutazione di un modello
Studi
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cinematico del complesso articolare della spalla per il calcolo dellospazio di lavoro del braccio”, C.A. Seneci, Laurea di I livello in
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di Ingegneria dell’Automazione Industriale, Settembre 2008.
Partecipazione al progetto Biorobot in collaborazione con il
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Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale, Universitàdegli Studi di Brescia, Facoltà di Ingegneria.
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Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Struttura della presentazioneStruttura della presentazione
Attività principali di ricerca
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Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Struttura della presentazioneStruttura della presentazione
Attività principali di ricerca
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P bbli i iP bbli i i
Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
PubblicazioniPubblicazioni
P t i i l “EUCOMES 2008” (C i )Partecipazione al convegno “EUCOMES 2008” (Cassino)C. Amici, A. Borboni, P. L. Magnani, D. Pomi, Kinematic Analysis of aCompliant, Parallel and Three-Dimensional Meso-Manipulator
Industriale
Industriale
p , pGenerated from a Planar Structure, EUCOMES 2008, Cassino 17, 18 e19 Settembre 2008.C A i i A B b i P L M i D P i D i A l i f
scia
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canica
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canicaeeII C. Amici, A. Borboni, P. L. Magnani, D. Pomi, Dynamic Analysis of a
Compliant, Parallel and Three-Dimensional Meso-ManipulatorGenerated from a Planar Structure EUCOMES 2008, Cassino 17, 18 e
Studi
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iaMM 19 Settembre 2008.
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di Partecipazione al convegno “IROS 2008” (Nizza)C. Amici, A. Borboni, R. Faglia, D. Fausti, P. L. Magnani, A ParallelCompliant Meso Manipulator for Finger Rehabilitation: Kinematic and
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a Compliant Meso-Manipulator for Finger Rehabilitation: Kinematic andDynamic Analysis, IROS 2008, Nizza, 22, 23, 24, 25 e 26 Settembre2008.
18Cinzia Amici Relazione Primo Anno XXIII Ciclo di Dottorato di Ricerca in Meccanica Applicata
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Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Struttura della presentazioneStruttura della presentazione
Attività principali di ricerca
Industriale
Industriale
Attività collaterali di ricerca
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Collaborazioni e progetti
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iaMM Collaborazioni e progetti
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19Cinzia Amici Relazione Primo Anno XXIII Ciclo di Dottorato di Ricerca in Meccanica Applicata
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Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Struttura della presentazioneStruttura della presentazione
Attività principali di ricerca
Industriale
Industriale
Attività collaterali di ricerca
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Collaborazioni e progetti
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Sviluppi futuri
20Cinzia Amici Relazione Primo Anno XXIII Ciclo di Dottorato di Ricerca in Meccanica Applicata
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S il i f iS il i f i
Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Sviluppi futuriSviluppi futuri
Mi iMi i i l t ii l t i
Identificazione del materialemateriale più adatto per la realizzazione di mini-
MiniMini--manipolatorimanipolatori
Industriale
Industriale manipolatori ottimizzati;
Individuazione di settorisettori applicativiapplicativi del robot a livello industriale:
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Mec
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ambito medico – fisioterapia e riabilitazione, limitatamente aspecifiche applicazioni di nicchia (ausilio alla movimentazione-riabilitazione di singole dita)
Studi
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ambito industriale – settori caratterizzati da prestazioni dinamichespinte, elevate velocità di realizzazione
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Prospettiva di una produzione low-cost :
21Cinzia Amici Relazione Primo Anno XXIII Ciclo di Dottorato di Ricerca in Meccanica Applicata
p prealizzazione dal piano
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S il i f iS il i f i
Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
Sviluppi futuriSviluppi futuri
Bi t iBi t i
settore medico e biomeccanico – definizione di diagnosi o percorsi
BiomeccatronicaBiomeccatronica
Industriale
Industriale
settore medico e biomeccanico definizione di diagnosi o percorsiriabilitativi ad hoc per il paziente mediante una correttamodellizzazione del complesso articolare della spalla;
scia
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canica
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canicaeeII
ambito bioingegneristico – interazione e fusione di meccanica,elettronica e sensoristica avanzata.
Studi
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Prospettive future:Prospettive future:
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Nel successivo anno di corso si prevede di ampliare gli argomenti diinteresse, in particolar modo dal punto di vista della ricerca avanzata, sempre
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a interesse, in particolar modo dal punto di vista della ricerca avanzata, sempresenza trascurare possibili casi applicativi; non si esclude tuttavia difocalizzare l’attenzione su uno specifico settore di ricerca qualora emerganoelementi di particolare rilievo
22Cinzia Amici Relazione Primo Anno XXIII Ciclo di Dottorato di Ricerca in Meccanica Applicata
elementi di particolare rilievo.
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XXIII Ciclo di Dottorato di Ricerca in Meccanica ApplicataRelazione Primo Anno
Automazione Industriale Automazione Industriale per Applicazioni Specialiper Applicazioni Speciali
Curriculum: Robotica e Automazione IndustrialeRobotica e Automazione Industriale
Dottoranda: Cinzia Amici
Coordinatore: Prof. Giovanni LegnaniTutore: Prof. Rodolfo Fagliag
Università degli Studi di BresciaFacoltà di Ingegneria
Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale
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Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
C i i D i d ll Si l i iC i i D i d ll Si l i iConvenzioni e Dati delle SimulazioniConvenzioni e Dati delle SimulazioniIn
dustriale
Industriale
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Studi
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Cinzia Amici Relazione Primo Anno XXIII Ciclo di Dottorato di Ricerca in Meccanica Applicata 24
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Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
C i i D i d ll Si l i iC i i D i d ll Si l i iConvenzioni e Dati delle SimulazioniConvenzioni e Dati delle Simulazioni
Lunghezza aste 0.05 m
Larghezza aste 0.004 m
Industriale
Industriale
Geometria
Spessore aste 0.002 m
AB e BC di ogni gruppo 0.03 m
scia
scia
Mec
canica
Mec
canicaeeII
PB di ogni gruppo 0.02 m
Mptt di ogni gruppo 0.04 m
Studi
Studidi
diBre
sBre
sner
ianer
iaIn
gegn
eria
Inge
gner
iaMM p g g pp
Distanza tra piede e origine sistema di riferimento fisso 0.07 m
P i tà d l
ver
sità
ver
sità
deg
lideg
lioltà
oltà
di
diIn
gegn
Inge
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imen
toart
imen
todi
di Proprietà del
materiale (PTFE) Modulo di Young 0.3 GN/m2
Masse m aste 0.005 Kg
Univ
Univ
Faco
Faco
Dip
aDip
a
Legge di MotoTempo d’azionamento 1 s
Dt 0.01 s
Cinzia Amici Relazione Primo Anno XXIII Ciclo di Dottorato di Ricerca in Meccanica Applicata 25
-
Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
I di id i d ll S i di LI di id i d ll S i di LIndividuazione dello Spazio di LavoroIndividuazione dello Spazio di LavoroIn
dustriale
Industriale
scia
scia
Mec
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Mec
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Studi
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di
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di
Univ
Univ
Faco
Faco
Dip
aDip
a
Cinzia Amici Relazione Primo Anno XXIII Ciclo di Dottorato di Ricerca in Meccanica Applicata 26
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A fi h bili i d iA fi h bili i d i
Automazione Industriale per Applicazioni Speciali - 2007/2008
A finger rehabilitation deviceA finger rehabilitation device
Compliance:
Industriale
Industriale Functional compliance
Collateral compliance
scia
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Mec
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Mec
canicaeeII
C li th b t t
p
Studi
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diBre
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iaMM Coupling the robot to a
cloth-glove:Th ti t’ fi
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di The patient’s finger
can be drivenE t l l d b
Univ
Univ
Faco
Faco
Dip
aDip
a External loads can beimposed
27Cinzia Amici Relazione Primo Anno XXIII Ciclo di Dottorato di Ricerca in Meccanica Applicata