La grande majorité des robots actuels sont utilisés dans le domaine industriel. Ils doivent
travailler à l’intérieur d’un environnement contrôlé afin de ne pas blesser les gens qui les
entourent. Les robots industriels sont habituellement rigides et ne sont pas adaptés pour
travailler dans des environnements non contrôlés. Afin de pallier à ce problème, une nouvelle
branche de la robotique est en émergence. Qualifiée de robotique sécuritaire avec
les humains, elle permet à des robots de travailler à proximité des humains et par le
fait même, d’être utilisés dans plusieurs autres domaines dont l’environnement n’est pas
contrôlé. L’utilisation d’actionneurs compliants est une approche utilisée pour la conception
de robot souple. La majorité de ces types d’actionneurs possèdent une bande passante
limitée en force ce qui est problématique pour plusieurs tâches nécessitant un contrôle à
la fois précis en position et en force.
Ce projet de maîtrise traite de l’élaboration et du contrôle d’un nouveau concept d’actionneur
à grande densité de force utilisant la technologie magnétorhéologique (MR), et ce,
dans un embrayage combiné à l’enroulement de tendons. Les embrayages MR permettent
d’avoir de larges bandes passantes en force, d’isoler l’inertie du moteur avec le joint externe,
de distribuer la puissance d’une seule source d’énergie cinétique et possède une
grande densité de force. En combinant les embrayages MR à l’enroulement de tendons, il
est possible de repousser la masse du robot à sa base, ce qui réduit grandement l’inertie
de la structure du système. En utilisant le fluide MR dans un embrayage, le contrôle du
couple est plus simple à implémenter. Par exemple, il est possible d’effectuer des mouvements
qui requièrent beaucoup de force dans un court intervalle de temps, tout en étant
capable d’effectuer une tâche qui requiert une grande précision de mouvement. Cette combinaison,
inexistante actuellement, pourrait mener à des changements importants dans
le secteur de la robotique sécuritaire avec les humains et de la robotique mobile. En plus
de combiner ces dernières technologies mécaniques, les techniques de contrôle doivent
être adaptées afin d’exploiter le plein potentiel de ce type de système.
Dans ce mémoire, la conception et la réalisation de prototypes et de techniques de contrôle
sont présentés. Pour valider les performances du nouveau type d’actionneur, les performances
de bande passante en couple de l’embrayage MR et en force en ajoutant le système
de transmission par câble sont illustrées et discutées. Par la suite, un prototype complet
utilisant quatre embrayages MR est présenté et caractérisé au niveau de la bande passante
en force et en position. En plus de l’aspect mécanique, une technique de contrôle
adaptée au nouveau système d’actionnement est présentée. Pour valider et développer
l’algorithme de contrôle en position, un prototype utilisant des moteurs électriques est développé.
La capacité à s’adapter au changement de configuration du système d’actionneur
est illustrée et discutée. Les algorithmes de contrôle sont ensuite validés sur le prototype
utilisant les embrayages MR.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usherbrooke.ca/oai:savoirs.usherbrooke.ca:11143/8055 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Viau, Joël |
| Contributors | Michaud, François, Plante, Jean-Sébastien |
| Publisher | Université de Sherbrooke |
| Source Sets | Université de Sherbrooke |
| Language | French, English |
| Detected Language | French |
| Type | Mémoire |
| Rights | © Joël Viau, Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Pas de Modification 2.5 Canada, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ca/ |
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