Conception et validation expérimentale d’un robot manipulateur 6 DDL actionné par des embrayages magnétorhéologiques semi-délocalisés

Abstract

L’utilisation de robots manipulateurs est un standard en industrie pour automatiser deschaînes de production. Ces robots sont précis, robustes et rapides. Pour atteindre leurperformance, ils sont conçus avec des actionneurs puissants et ils sont faits de pièces mas-sives. Lorsqu’ils sont en utilisation, ces robots doivent être placés dans une zone clôturéepuisqu’ils représentent un danger pour les travailleurs. Pour pallier ce problème, l’industriese tourne vers les robots collaboratifs. Ces robots normalisés sont conçus pour être sansdanger pour les utilisateurs ce qui permet une intégration facile et abordable. Plusieursstratégies comme l’utilisation d’algorithmes de contrôle et des designs mécaniques sontutilisés pour réduire le danger d’un robot manipulateur pour un utilisateur.Ce mémoire présente un manipulateur de 6 degrés de liberté (DDL) actionné par des em-brayages magnétorhéologiques (MR) semi-délocalisés. Le manipulateur a été conçu pouratteindre ou dépasser les performances des bras robots collaboratifs commerciaux dans lebut de valider la capacité des actionneurs MR pour des applications en robotique colla-borative. Le manipulateur a été dimensionné pour avoir des spécifications similaires auxrobots collaboratifs UR5 et WAM. Les spécifications ont été validées par les mesures ex-périmentales. Le manipulateur a une masse en mouvement de seulement 5.3 kg et il peutdéplacer une masse de 4.5 kg à 1 m/s avec une portée de 0.885 m. De plus, la bandepassante en force est au-dessus de 50 Hz et la friction des joints est de maximum 10 % ducouple maximum du joint. Aussi, le manipulateur est intrinsèquement sécuritaire et tolé-rant aux impacts. En somme, il est possible de dire qu’un actionnement MR semi-délocaliséest une solution prometteuse pour la robotique collaborative, mais d’autres mesures ex-périmentales avec le manipulateur sont nécessaires pour que la technologie MR atteigneson plein potentiel en robotique. En autre, il serait nécessaire de mesurer la capacité dumanipulateur à produire des murs virtuels, de mesurer la précision du positionnement dumanipulateur et de mesurer l’énergie transmise par le bras au moment d’un impact