Embrayages magnétorhéologiques miniatures par fabrication additive

Description :
Doctorant : Pierre Lhommeau

Directeur de recherche : Jean-Sébastien Plante
Président de jury : À être confirmé

Résumé : 

L'utilisation d'embrayages magnétorhéologiques (MR) dans les actionneurs de robotique à hauts rapports de réduction permet de combiner une haute densité de couple avec une bonne transparence de l'actionneur. Dans la conception d'un actionneur classique, ces deux caractéristiques sont contradictoires car un haut rapport de réduction améliore la densité de couple mais réduit la transparence de l'actionneur. Les embrayages MR fluidiques découplent l'inertie et la friction visqueuse des moteurs ce qui permet d'améliorer les propriétés haptiques des actionneurs à hauts rapports de réduction.

Pour des applications robotiques à petite échelle (main robotique, robots de téléopération) il est nécessaire de fabriquer des embrayages MR de petite taille, ce qui peut représenter un défi avec les procédés d'usinage conventionnels. Cette thèse explore un procédé de fabrication additive (impression 3D métallique de fusion sur lit de poudre) pour fabriquer ces embrayages miniatures à faible inertie et faible friction. Les embrayages de 88 g sont intégrés dans un actionneur robotique de 110 Nm avec un rapport de réduction de 120:1 afin de caractériser ses performances et ses capacités haptiques. L'actionneur de 1,3 kg a démontré des forces de rétro-entraînement de seulement 1 % en boucle ouverte, grâce à la faible inertie et faible friction des embrayages MR. Les avantages et défis liés à l'utilisation la fabrication additive pour la conception et la fabrication des embrayages MR sont présentés afin de conclure sur sa pertinence par rapport aux procédés de fabrication conventionnels.