Thèse soutenue

Nouvelles méthodologies pour les robots humanoïdes intégrés hydrauliques légers

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Auteur / Autrice : Mohamad El asswad
Direction : Fethi Ben OuezdouSamer AlfayadKhaled Khalil
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Robotique
Date : Soutenance le 19/06/2018
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes de Versailles (LISV)
établissement opérateur d'inscription : Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (1991-....)
Jury : Président / Présidente : Frédéric Jacquemin
Examinateurs / Examinatrices : Rodríguez Ayerbe Pedro, Ratiba Benzerga
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Pierre Gazeau, Gérard Poisson

Mots clés

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Résumé

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De nouvelles solutions basées sur la technologie de l'intégration hydraulique ont été introduites dans la mise en œuvre d'un système robotique humanoïde à actionnement hydraulique compact et léger. Pour ce faire, les chercheurs ont appliqué des méthodes et des technologies récentes basées sur des techniques d'usinage avancées et sur la fabrication additive de métaux. Malgré cela, ces méthodologies ont montré des limites liées non seulement au temps de réalisation, ce qui induit des coûts élevés, mais également au poids total du mécanisme obtenu. Ainsi, il important de développer des travaux de recherche sur de nouvelles méthodologies pour réaliser des mécanismes robotiques hydrauliques intégrés, compacts, légers et à faible coût économiques.C’est l’objet de travail développé dans cette thèse qui a pour objectif de proposer de nouvelles méthodologies pour la fabrication de composants mécaniques de robots humanoïdes à commande hydraulique. Cela concerne, en premier lieu, la fabrication additive de matériaux composites qui sera développée pour la réalisation des pièces structurelles classiques. En second lieu, deux nouvelles méthodologies sont proposées pour l’obtention de composants hydrauliques intégrés légers, avec une résistance élevée et un temps de réalisation et un coût réduits. La première méthodologie consiste à combiner la fabrication additive de polymères thermoplastiques et la simple formation de composites aléatoires en carbone. Tandis que la deuxième propose l'utilisation de tuyaux en silicone à la place des thermoplastiques imprimés tout en gardant le même matériau de renfort. Les deux méthodologies sont détaillées étape par étape et appliquées au bras du robot HYDROïD. Des gains importants sur le poids total du bras sont donnés. Par ailleurs, un nouvel vérin hydraulique composite léger est développé pour remplacer les vérins métalliques dont le poids est fatalement très élevé. Une procédure développée à partir du modèle de contraintes, passant par un processus d'optimisation et se terminant par la conception mécatronique est présentée. L’actionneur hydraulique est mis en œuvre et testé pour l'articulation du genou du robot HYDROïD et une proposition de généralisation à toutes les articulations est également avancée. Enfin, des perspectives à court et à moyen termes pour des développement ultérieur de nouvelles générations de systèmes robotiques à actionnement hydraulique intégré concluent cette thèse.