Développement d'un actionneur différentiel élastique

Abstract

Ce mémoire présente les travaux effectués pour le développement d'un actionneur différentiel élastique (ADE) destiné à la mise en opération des bras tenseurs de la plate-forme robotique AZIMUT 2 . Un ADE est un nouveau type d'actionneur dit"élastique" développé par l'auteur.Ce type d'actionneur ressemble aux actionneurs sériels élastiques (ASE) inventés il y a une dizaine d'années [58]. Comme pour les ASE, les ADE sont des actionneurs de haute performance essentiellement pour les deux caractéristiques suivantes: (1) leur capacité de pouvoir contrôler avec précision leur état cinétique (couple produit); (2) leur faible impédance mécanique de sortie en boucle ouverte. L'originalité du mécanisme d'ADE repose sur la disposition des composantes constituant l'actionneur. Cette nouvelle configuration de composantes permet de réduire l'espace occupé par l'actionneur et par le fait même simplifier son intégration aux systèmes robotiques dont celui de la plate-forme AZIMUT 2 . Lorsqu'ils seront intégrés aux systèmes de locomotion à chenilles de la plate-forme AZIMUT 2 , les ADE permettront de contrôler avec précision et de façon sécuritaire les forces d'interaction présentes entre la plate-forme et l'environnement tout-terrain sur lequel elle est destinée à se déplacer.Ce mémoire propose un modèle analytique de prévision de performances de l'actionneur validé par une simulation sous l'environnement DYMOLA. De plus, les démarches entreprises pour caractériser le fonctionnement de l'actionneur en boucle ouverte sont également présentées. Ces démarches ont démontré la nécessité de développer davantage le modèle analytique de prévision de performances en y intégrant les phénomènes non-linéaires se produisant dans le réducteur de l'actionneur. Enfin, les travaux présentés confirment que l'usage d'ADE pour la mise en fonction des bras tenseurs de la plate-forme AZIMUT 2 est une solution appropriée et que le développement de ce nouveau type d'actionneur mérite d'être poursuivi.