Sisteme Mecatronice Avansate

Aria de activitate, obiective de cercetare Cuvinte cheie

Dezvoltarea de sisteme mecatronice de înaltă performanţă pentru analiza și testarea comportării organismului uman;

Proiectarea, modelarea și testarea de sisteme inteligente de măsurare, achiziţie și interpretare a rezultatelor pentru produse de înaltă precizie;

Modelarea, simularea și optimizarea structurilor ușoare și ultraușoare, cu aplicaţii în sistemele mecatronice;

Cercetare ştiinţifică, proiectare, expertiză și consultanţă pentru produse de înaltă precizie și sisteme mecatronice.

Mecatronică, biomecatronică, pneutronică, hidronică, agromecatronică, integronică, structuri ușoare.

Profilul grupului de cercetare

Colectivul de cercetare s-a format în anul 2005 pe structura vechiului Centru de cercetare CESMA CC-C68. Centrul de cercetare Sisteme Mecatronice Avansate cuprinde 16 membri permanenţi, dintre care 4 conducători de doctorat, care coordonează 16 programe de cercetare doctorală și 2 post-doctorale. Activitatea membrilor colectivului are în vedere: cercetarea știinţifică, valorificarea rezultatelor (dezvoltare, inovare și transfer tehnologic), servicii de consultanţă și testări oferite beneficiarilor din mediul economic axate pe două direcţii importante: Sisteme mecatronice avansate cu aplicaţii în industrie și agricultură; Sisteme mecatronice avansate cu aplicaţii în medicină.

Aceste două direcţii de activitate se regăsesc în cinci sub-domenii complementare: I. Măsurări de parametri constructivi și funcţionali, precum și evaluarea calităţii pentru produse

de înaltă precizie; II. Achiziţii de date pentru investigarea, monitorizarea și controlul proceselor;

III. Monitorizarea stării de confort uman în dezvoltarea activităţilor productive; Analiza performanţelor fiziologice în activităţi de mișcare; Evaluarea medicală/ sportivă/ recuperare biomecanică/ grad de reabilitare;

IV. Activităţi de screening și servicii pentru evaluarea comportamentului uman și a nivelului de performanţă umană, ergonomia și securitatea muncii;

V. Concepţia, proiectarea și prototiparea rapidă a sistemelor mecatronice de înaltă precizie.

Produse de cercetare-dezvoltare, invenţii, use cases

8. Velea M. N., Lache, S. Panou sandwich cu miez celular expandat. Brevet de invenţie nr. 123427 OSIM, 2012.

Panou sandwich cu miez celular expandat.

Aplicabilitatea acestui produs se poate regăsi în domeniul construcţiei vehiculelor, în general (terestre, maritime, aeriene), în vederea reducerii greutăţii acestora, realizând astfel reducerea consumului de energie necesară punerii lor în mişcare. Totodată, panoul sandwich cu miez celular expandat ExpaAsym mai poate fi folosit în construcţii speciale pentru atenuarea energiei datorată unor ciocniri, explozii, realizând astfel protecţia la impact.

2. Velea M. N., Lache, S., Structură celulară stratificată şi atenuator de impact formate pe baza unei structuri celulare expandate mecanic şi procedee de realizare ale acestora. Cerere brevet de invenţie dosar nr. A/00687/18.07.2011 OSIM.

Structură celulară stratificată şi atenuator de impact

Capacitatea materialelor de a disipa energia de impact datorată unor forţe de tip impuls (ciocniri, explozii) prezintă interes în cazul unor aplicaţii din industriavehiculelor terestre, nautice, aeriene sau spaţiale, pentru creşterea siguranţei pasagerilor, a mărfurilor sau a unor ansambluri funcţionale vitale, precum şi din industria construcţiilor civile, pentru protecţia obiectivelor cu grad înalt de securitate.

3. Barbu D. M., LACHE, S., Luculescu M. C., Barbu I. Sistemmecatronic de recuperare locomotorie pentru membrul inferior, BI RO 127002 A0, OSIM, 2010.

Sistem mecatronic de recuperare locomotorie pentru

membrul inferior

Invenţia se referă la un sistem mecatronic de recuperare medicală a problemelor locomotorii ale membrului inferior. Sistemul funcţionează pe principiul recuperării medicale prin kinetoterapie (terapie prin mişcare) şi presupune antrenarea piciorului cu probleme locomotorii pe baza unui program de recuperare creat pornind de la mişcarea naturală a piciorului sănătos.

Proiecte de cercetare finalizate şi în derulare la nivel naţional şi internaţional

1. Proiectul Analiza microscopică a structurilor rulmenţilor atipici - RKB Europe SA–Elveţia. Proiectul finanţat de Compania RKB Europe-Elveţia cu 50000Є, (2009-2011) a constat în analiza din punct de vedere calitativ, dimensional, structural și al materialului, a unui număr de 50 de tipuri de rulmenţi speciali pentru intrarea în fabricaţie a acestor produse în compania RKB Europe-Elveţia.

Analiza microscopică a structurilor rulmenţilor atipici

9. Proiect PNII CAPACITĂŢI - Bază de cercetare multidisciplinară pentru managementul modelării, proiectării şi fabricaţiei sistemelor mecatronice cu aplicaţii în industrie și medicină, (2007-2009), CNPM-114 – Director - Prof. dr. ing. CRISTEA L. Pe baza infrastructurii de cercetare dezvoltate, colectivul de cercetare al centrului asigură următoarele servicii:

Modelarea, proiectarea şi implementarea sistemelor de măsurare, achiziţie și interpretare a

rezultatelor pentru caracterizarea lor în timp real. Scanarea obiectelor de orice dimensiune, inspecţia suprafeţelor pieselor, generarea de fișiere

digitale 3D pentru obiectele existente, corecţia, reconstrucţia, conversia în diferite formate CAD şi pregătirea pentru prototipare.

Evaluarea conformităţii modelelor 3D faţă de piesele originale și a pieselor fabricate faţă de modele, reconstrucţia suprafeţelor, modelarea 3D, investigarea, evaluarea și corectarea erorilor.

Analiza obiectelor în mișcare, analiza mișcării diferitelor părţi ale corpului (biomecanica),testarea non-destructivă,inspecţia industrială, determinarea defectelor.

Proiectarea și realizarea de module electronice. Proiectarea, modelarea și realizarea de ansamble, subansamble și piese simple din ABS Plus

(Acrilonitril Butadian Stiren), precum și realizarea de prototipuri și modele cu aplicaţii în industrie şi medicină.

Proiectarea, optimizarea și implementarea automatizărilor proceselor din industrie sau medicină, studiul şi testarea de interfeţe om-maşină, elaborarea de algoritmi de comandă bazaţi pe: percepţie şi raţionament; Logică Fuzzy; reţele neurale.

Director proiect:prof. dr. ing. Cristea L., coordonatori grupuri de lucru: prof. dr. ing. Baritz M. și șef lucr. dr. ing. Luculescu M.

Prof. dr. ing.

CRISTEA Luciana Prof. dr. ing.

BARITZ Mihaela Sef lucr. dr. ing. LUCULESCU Marius

10. Proiecte CNCSIS A şi PNII IDEI coordonate de cadre didactice din centru Proiectele soluţionate de colectivul de cercetători pot fi grupate pe trei direcţii de bază:

A. Măsurări de parametri constructivi și funcţionali precum și evaluarea calităţii pentru produse de înaltă precizie:

- Realizarea de sisteme mecatronice de înaltă rezoluţie pentru manipularea, transportul și controlul produselor pe linii tehnologice de transfer, CEEX (2006-2008) - Prof. dr. ing. OLTEANU C. - coordonator partener.

Sistem mecatronic de înaltă rezoluţie pentru manipularea, transportul și controlul produselor pe linii tehnologice de transfer

- Perfecţionarea structurală și funcţională a sistemelor automate destinate inspecţiei microdimensionale a microrulmenţilor, CNCSIS A (2005-2007) – Director - Prof. dr. ing. CRISTEA L.

- Identificarea prin modelare şi analiză experimentală a proprietăţilor nanocompozitelor utilizate în construcţia lagărelor antifricţiune. Aplicaţie la sisteme giroscopice direcţionale, CEEX (2006-2008) – Director - Conf. dr. ing. COTOROS D.

- Contribuţii aduse procesului de măsurare la nivelul posturilor de control ale automatelor industriale, CNCSIS TD (2005-2006) – Șef lucr. dr. ing. BRAUN B. Echipa care a participat la realizarea acestor contracte a fost compusă din 11 cercetători.

Conf.dr. ing. Sef lucr. dr. ing.

COTOROS Diana BRAUN Barbu

Prof. dr. ing. Sef lucr. dr. ing. MANESCU Mihai BEJINARU Gh.

B. Monitorizarea stării de confort uman în dezvoltarea activităţilor productive; Analiza performanţelor fiziologice în activităţi de mișcare; Evaluarea medicală/ sportivă/ recuperare biomecanică/ grad de reabilitare;

- Tehnică de investigare pe baza unui sistem computerizat interconectat a performanţelorbio-comportamentale umane - PNII IDEI, (2009-2011), Director - Prof. dr. ing. BARITZ M.

Sistem de evaluare a performanţelor vizuale

- Contribuţii la analiza, modelarea și simularea sistemelor mecatronice moderne destinate

recuperării medicale, CNCSIS IDEI (2007-2009) – Director - Conf. dr. ing. BARBU D.

Proiectarea, modelarea și simularea unui sistem de recuperare locomotorie

- Metodă computerizată de modelare biomecanică corelativă a implanturilor rigide, PNII IDEI, (2009-2011), Director - Conf. dr. COTOROS D.

- Perfecţionarea tehnicilor audio video și a mediilor inteligente implementate în optimizarea metodelor de investigare a biosistemelor și de asistare a persoanelor dezavantajate, CNCSIS A (2005-2007) – Director - Prof. dr. ing. BARITZ M.

- Analiza, modelarea și simularea comportării organismului uman într-un mediu poluat de șocuri și vibraţii cu implicaţii în protezarea și ortezarea oculară, CNCSIS AT (2005-2007) – Director - Conf. dr. ing. BARBU D.

- Modele şi sisteme avansate pentru protecţia organismului uman la vibraţii şi prevenirea bolilor profesionale, CNCSIS A (2006-2009) – Director - Prof. dr. ing. LACHE S.

- Perfecţionarea și optimizarea metodelor și structurilor de investigare folosite în prevenţia de sănătate publică, CNCSIS A (2007-2008) – Director - Prof. dr. ing. ROȘCA I. Echipa care a participat la realizarea acestor contracte a fost compusă din 14 cercetători.

Prof. dr. ing.

ROȘCA Ileana Prof. dr. ing.

LACHE Simona Conf.dr. ing. BARBU Daniela

Sef lucr. dr. ing. BARBU Ion

Ce Cercet. știinţific dr. ing. ȘERBAN Ionel

C. Achiziţii de date pentru investigarea, monitorizarea și controlul proceselor; Concepţia, proiectarea și prototiparea rapidă a sistemelor mecatronice de înaltă precizie; Modelarea, simularea și optimizarea structurilor ușoare și ultraușoare, cu aplicaţii în sistemele mecatronice;

- Sistem robotic miniatural cu abilităţi de reconfigurare şi auto-multiplicare, CEEX (2006-2008) – Prof. dr. ing. CRISTEA L - coordonator partener.

- Controlul și integrarea tehnologică a materialelor și structurilor inteligente, CEEX (2006-2008) – Prof. dr. fiz. ZAMFIRA S. - coordonator partener.

- Sistem integrat pentru indexarea și partajarea on-line a documentelor tehnice digitizate, PNII Parteneriate, (2008-2010), Prof. dr. ing. REPANOVICI A. - coordonator partener.

- Tehnici pentru managementul conţinutului digital, PNII Parteneriate, (2008-2010),Prof. dr. ing. REPANOVICI A. - coordonator partener. Echipa care a participat la realizarea acestor contracte a fost compusă din 17 cercetători.

Prof.univ.dr.ing.,dr.marketing

REPANOVICI Angela Prof. dr. fiz.

ZAMFIRA Sorin Sef lucr. dr. ing. VELEA Marian

Asist. dr. ing. DRUGA Cornel

11. Proiecte coordonate de tineri cercetători din centrul de cercetare - Contribuţii la studiul elementelor de protezare obţinute prin prototipare rapidă, CNCSIS TD (2005-

2006) – dr. ing. RADU C. - Optimizarea şi modularizarea tehnicilor interdisciplinare în vederea dezvoltării unor soluţii

sustenabile inovative în domeniul prototipării şi controlului componentelor mecatronice cu aplicaţie în industrie şi medicină POST – DOC DD (2010-2013) – Șef lucr. dr. ing. BRAUN B.

Soluţie practică şi economică pentru realizarea unor prototipuri de orteze ortopedice.

Selecţie a 7 publicaţii recente reprezentative ale grupului de cercetare De la înfiinţarea sa, membrii centrului au publicat peste 230 de monografii şi articole în jurnale indexate ISI Thomson, Web of Science și volume dedicate manifestărilor știinţifice de prestigiu din domeniu. 1. MN Velea, P Wennhage, S Lache - Out-of-plane effective shear elastic properties of a novel cellular core for sandwich structures.

Materials & Design, Vol. 36, pp.679-686, Elsevier; (2012), Factor de impact 2.2. 2. MN Velea, S Lache – In-plane effective elastic properties of a novel cellular core for sandwich structures. Mechanics of Materials, Vol.

43, No.7, pp. 377-388, Elsevier; (2011), Facor de impact 1.77 3. DM Barbu; I Barbu - Human Behaviour in a Vibrational Medium. Experimental Considerations, Publ. In Journal of Environmental

Protection and Ecology (J.E.P.E.), vol. 9, pp. 574-582, no. 3, (2008); 4. B Braun; M Baritz; D Cotoros - Research on correlation between any plantar diseases and stability, 7th International Conference on

Optimization of Mechanical Engineering, Manufacturing Systems, Robotics and Aerospace, OPTIROB 2012-IEEE/IACSIT, pp 254-259, ISBN: 978–3–03785–444–0, Trans Tech Publishing Inc. from Switzerland (2012);

5. E Faluvegi,Cs Mate,L Cristea - Measuring the Flanks of a Bevel Gear Made by Heidenreich-Harbeck Cutting Machine, 7th International Conference on Optimization of Mechanical Engineering, Manufacturing Systems, Robotics and Aerospace, OPTIROB 2012-IEEE/IACSIT, pp 163-168, ISBN: 978 – 3 – 03785 – 444 – 0, Trans Tech Publishing Inc. from Switzerland (2012);

6. L Cristea, M Manescu, A Repanovici - Structural Improvement of Feeding and Dosing Systems Used in Automated Dimensional Inspection, The Romanian Review Precision Mechanics, Optics & Mechatronics, no. 39, ISSN 1584-5982, pp51-56, (2011);

7. M Ionescu, I Rosca, B Braun - Miniature Flexible Pneumatic Actuator, 7th International Conference on Optimization of Mechanical Engineering, Manufacturing Systems, Robotics and Aerospace, OPTIROB 2012-IEEE/IACSIT, pp 163-168, ISBN: 978 – 3 – 03785 – 444 – 0, Trans Tech Publishing Inc. from Switzerland (2012).

Date de contact

Nume: Prof. dr. ing. Luciana CRISTEA Funcţie: Coordonator al centrului de cercetare ştiinţifică email: lcristea@unitbv.ro

web: www.unitbv.ro/icdt Tel.: +40 268 416352 Fax: +40 268 416352 Locaţie: Institut de Cercetare - Dezvoltare al Universităţii Transilvania din Braşov, Laborator L11, Str. Institutului nr. 10, Braşov