Quasi ogni singolo dispositivo con una componente elettrica e meccanica può essere definito elettromeccanico (EM). Si potrebbe anche chiamare un motore elettrico un dispositivo elettromeccanico, perché trasforma l’elettricità in movimento rotatorio (meccanico).

Per questa discussione, concentriamoci su alcuni esempi di design semplici usati più spesso esternamente per la produzione di dispositivi medici. Inoltre, un controller da qualche parte nel progetto governa le funzioni del dispositivo EM. (Attualmente, pochi dispositivi EM, a parte i cuori meccanici o i dispositivi di assistenza cardiaca, sono impiantabili, ma questo cambierà.

Una tendenza nel design di alcuni dispositivi EM è verso la miniaturizzazione, per renderli il meno intrusivi possibile, sia per l’ambiente sanitario che come unità indossabili. L’esplorazione di alcuni esempi di dispositivi EM può delineare il panorama delle variazioni disponibili.

Consideriamo un particolare attuatore elettrico alimentato a corrente alternata che funziona da 100 a 240 Vca. Viene fornito con elettronica di posizionamento (per definire i limiti del movimento) che sono UL Listed, il che significa che il dispositivo soddisfa gli standard di sicurezza UL. Gli attuatori combinano un servomotore senza spazzole con attuazione rotativa o lineare (uscita) e controllo digitale della posizione.

I cilindri elettromeccanici (anche se non sono cilindrici) danno agli utenti il controllo sulla precisione del posizionamento, la spinta assiale, la coppia e la velocità, fornendo più flessibilità alle applicazioni che tradizionalmente usano cilindri idraulici o pneumatici. I dispositivi utilizzano un attuatore di precisione a vite a sfera che assicura un’elevata precisione di posizionamento e ripetibilità, ed elimina l’effetto stick-slip.

Per dare un’idea di ciò che è disponibile da tali cilindri, le unità di un produttore sono disponibili in sei dimensioni con lunghezze di corsa fino a 2.000 mm e velocità fino a 1,6 m/s. Ogni unità è classificata con un livello di protezione IP65.

Come si può immaginare, la qualità dei dispositivi EM si estende su una gamma. Quelli con un grado di protezione IP65 (International Protection) sono protetti da solidi, oggetti e acqua. Il 6 indica la protezione contro la polvere, mentre il 5 indica la protezione contro i liquidi e i getti d’acqua a bassa pressione da tutte le direzioni.

Un secondo esempio di dispositivo EM è una linea di attuatori lineari che comprende dispositivi antideflagranti. L’attuatore lineare soddisfa i requisiti ATEX (direttive UE per apparecchiature a prova di esplosione) per l’uso in atmosfere potenzialmente esplosive, come le aree ad alto contenuto di ossigeno. Questo tipo di attuatore lineare comprende una vite a rulli con un servomotore in un pacchetto autonomo, destinato a un funzionamento affidabile e preciso per migliaia di ore, gestendo carichi pesanti – anche in condizioni difficili. Questi sistemi servo-elettromeccanici si dice che offrano un’alternativa pulita, veloce, semplice e conveniente all’idraulica e una maggiore durata rispetto alla pneumatica.

Per un terzo esempio, consideriamo la pinza, un dispositivo spesso usato con sistemi robotici pick-and-place. Gli utensili a dita, o ganasce, si attaccano alle pinze per tenere un oggetto. Sono disponibili in una varietà di stili e design alimentati. Tre tipi comuni sono design paralleli (a due dita), a tre dita e angolati. I più comuni sono design paralleli, con due dita che si chiudono su un pezzo per afferrarlo, o si aprono per creare attrito di contatto su una superficie interna. I design a tre dita tengono il pezzo al centro.