Auteurs: Stein Crispel; Pablo López García; Elias Saerens; Anand Varadharajan; Tom Verstraten; Bram Vanderborght

Résumé

Dans de nombreuses applications robotiques, une densité de couple élevée et des actionneurs très efficaces sont requis pour gérer les mouvements à fort couple sans nuire à la mobilité à cause d’un poids et d’un encombrement excessifs. Traditionnellement, les ingénieurs concevant des actionneurs pour ces types d’applications utilisent des moteurs électriques à grande vitesse en combinaison avec des réducteurs à rapport élevé tels que des transmissions harmoniques et cycloïdales ou des bras de levier afin d’atteindre les couples requis. Cependant, ces systèmes ne sont pas idéaux car ils souffrent d’une ou plusieurs des limitations suivantes : coût élevé, hystérésis de charge, comportement non linéaire et ondulation du couple. Une alternative pour atteindre l’augmentation de couple requise est l’utilisation d’un type intéressant de trains épicycloïdaux composés (C-PGTs). Dans cet article, un nouveau type de C-PGT, basé sur la topologie de Wolfrom, est présenté. Un degré de liberté supplémentaire est créé, qui peut être utilisé pour améliorer les performances de l’ensemble de la transmission, c’est-à-dire augmenter son efficacité, réduire son inertie, augmenter sa capacité de couple, etc. Ce Wolfrom modifié est discuté en détail en dérivant un cadre général pour la conception d’un tel système de transmission. Ce cadre consiste à énumérer les conditions spécifiques d’adaptation pour un tel train épicycloïdal de type Wolfrom, à dériver un modèle d’efficacité basé sur le concept de Rolling Power, et à effectuer une analyse de charge pour déterminer l’élément d’engrenage le plus faible. Enfin, un prototype est construit pour démontrer le cadre de conception et la faisabilité de la variante Wolfrom. De plus, la tendance du modèle d’efficacité est confirmée.

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