Nouvelle technologie d'actionnement pour robots humanoides et de dispositifs d'assistance

New actuation technologies for humanoid robotics and assistive devices

• Auteur / Autrice : Maya Sleiman
• Direction : Samer Alfayad, Khaled Khalil
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Robotique
• Date : Soutenance le 22/09/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Informatique, Biologie Intégrative et Systèmes Complexes (Evry, Essonne)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Sciences de l’ingénierie et des systèmes (2020-….)
• Jury : Président / Présidente : Oussama Khatib
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Wenger, Mohamed Bouri, Said Mammar, Amandine Celino
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Philippe Wenger, Mohamed Bouri

Mots clés

Mots clés contrôlés

Robots humanoïdes

Hydraulique

Mécatronique

Matériaux

Mots clés libres

Materiaux

Mécatronique

Hydraulique

Robot humanoide

Dispositifs d'assistance

Material

Mechatronics

Hydraulics

Humanoid robots

Assistive devices

Résumé

L’actionnement hydraulique a prouvé sacapacité à fournir des forces élevées dans un volume léger et compact. Pour cette raison, plusieurs robots humanoïdes utilisent cette technologie pour démontrer leur performance. Mais, cetactionnement s’accompagne de problèmes de fuiteliés à la présence de tubes hydrauliques. Cettethèse concentre sur la résolution de ce problèmeen adoptant deux approches. Dans la première, lespièces internes sont conçues selon une approchebio-inspirée pour conduire l’huile. Les pièces sontredéveloppées en forme de coquille avec des tubesen plastique intégrés, imprimés en 3D, puis moulés avec un matériau composite en carbone pourles renforcer. La deuxième solution vise à créer desunités de production d’énergie ponctuelles au niveau des joints. À cette fin, un actionneur servoélectro-hydraulique breveté est développé, modélisé et conçu. Les premiers prototypes sont fabriqués, testés et validés.

During the past years, hydraulic actuation has proven its capacity to deliver high forces ina lightweight and compact volume. For this reason,several humanoid robots make use of this technology to demonstrate performance in heavy-dutyactivities. Basically, hydraulic actuation is accompanied by leak problems linked to the presence ofhydraulic tubes. This research focuses on solvingthis problem by adopting two approaches. Adopting the first solution, internal parts are designedin a bio-inspired approach to drive pressurized oilto the actuated joints. All robotic parts are redeveloped in a shell design with integrated plastictubes, 3D printed, then molded with carbon composite material for strengthening. The second solution aims to create punctual power generationunits at the actuation joints. For this aim, a patented Servo Electro-Hydraulic Actuator is developed, modeled, and designed. The first prototypesare manufactured, tested, and validated.