Analisi elettromagnetica di un sensore robotico per rilevare la presenza di esseri umani

The following thesis work talks about the search for a new type of E-field sensor that allows cooperation between man and machine (M / M Cooperation) to ensure maximum safety in the workplace. Thanks to these sensors, the machines will be able to obtain information on their surroundings and consequently react promptly in total autonomy to external stimuli. However, since the presence of the human body doesn't allow to perform an objective evaluation of the parameters that come into play, the sensor was analyzed in detecting the presence of non-biological obstacles (metal cylinders) whose study instead allows repeatability and control of all the parameters. The study was based on the analysis of the interaction that is established between the sensor and the obstacle which was highlighted by the various measures that were carried out during the previous internships. In particular, at the end of the training period it was possible to carry out a complete analysis of the inductive coupling that is established between the sensor and the cylinder and of the capacitive coupling due to the connection of the sensor to ground. With regard to the inductive coupling, thanks to the models that have been implemented and on which a verification has also been carried out, it has been possible to conclude that it is almost negligible. While for the capacitive coupling, it was possible to determinate the circuit that best of all allows you to see what happens when the sensor is connected to ground. In this regard, however, the study of this situation is not yet concluded in fact in the future the result obtained will have to be improved.

Il seguente lavoro di tesi tratta della ricerca di una nuova tipologia di sensore E-field che consente una cooperazione tra uomo e macchina (M/M Cooperation) tale da garantire la massima sicurezza nel luogo di lavoro. Le macchine grazie a questi sensori riusciranno ad ottenere informazioni su ciò che le circonda e di conseguenza reagire prontamente in totale autonomia a stimoli esterni. Visto però che la presenza del corpo umano non consente di eseguire una valutazione oggettiva dei parametri che entrano in gioco, è stato analizzato il sensore nel rilevare la presenza di ostacoli non biologici (cilindri metallici) il cui studio consente invece ripetibilità e controllo di tutti i parametri. Lo studio si è basato sull'analisi dell'interazione che viene ad instaurarsi tra il sensore e l'ostacolo la quale è stata evidenziata dalle varie misure che sono state realizzate nel corso dei tirocini precedenti. In particolare al termine del periodo di tirocinio si è riuscito a realizzare un’analisi completa dell’accoppiamento induttivo che si instaura tra il sensore e il cilindro e dell’accoppiamento capacitivo dovuto al collegamento del sensore a terra. Per quanto riguarda l’accoppiamento induttivo, grazie ai modelli che sono stati implementati e sui quali è stata effettuata anche una verifica, si è potuto concludere il fatto che esso risulta quasi trascurabile. Mentre per l’accoppiamento capacitivo, si è riuscito a determinare il circuito che meglio di tutti consente di vedere quello che succede quando il sensore viene collegato a terra. A tale riguardo però lo studio di questa situazione non è ancora concluso infatti in futuro si dovrà migliorare il risultato ottenuto.