PRÉHENSEURS DÉFORMABLES

Les préhenseurs déformables miniaturisables représentent la fusion de deux domaines importants de recherche au laboratoire, soit les mains sous-actionnées et les mécanismes déformables. En nous appuyant sur les travaux passés, nous avons réussi à créer un préhenseur miniature capable d'une prise autonome.

L'utilisation du sous-actionnement a permis de limiter le nombre d'actionneurs et de simplifier le contrôle de l'architecture. Les articulations déformables représentent une solution aux problèmes de lubrification, de nettoyage et de stérilisation des articulations miniaturisées. C'est donc en jumelant ces technologies que l'on a pu atteindre un degré de miniaturisation impressionnant (1 cm³ par préhenseur).

Fig. 1 : Préhenseur plan miniature fabriqué à base de matériau à mémoire de formes.

Les recherches ont permis de déterminer la géométrie qui optimise la qualité de la prise et de choisir la géométrie des articulations flexibles qui permet d'améliorer la rigidité dans les directions autres que celles de l'axe de rotation naturelle tout en conservant le débattement angulaire nécessaire.

Plusieurs prototypes ont été fabriqués en prototypage rapide de manière à vérifier le comportement réel des mains et la stabilité de la prise.

Fig. 2 : Main à trois doigts permettant une fermeture complète des doigts.

Fig. 3 : Sous-actionnement de la main optimisée pour améliorer la qualité de préhension.

Les deux prototypes de la figure 4 représentent des doigts sous-actionnés utilisant des lames de nitinol (51 %Ni et 49 %Ti), un alliage superélastique, comme articulation. Cet alliage permet d'obtenir des débattements angulaires impressionnants (8 % de déformation élastique) avec des joints de longueur raisonnable. De plus, dans un but de commercialisation médicale, le nitinol est biocompatible et répond très bien aux procédés de stérilisation normalement utilisés dans l'industrie.

Fig. 4 : Doigts sous-actionnés flexibles optimisés par l'analyse des paramètres critiques (A) et par intelligence artificielle (B).

Affiche scientifique

Une affiche scientifique (poster) a été réalisée en 2005 sur les préhenseurs déformables. Vous pouvez la télécharger avec le fichier PDF ci-dessous.

Préhenseur sous-actionné pour utilisation en télémédecine (2.1 Mb)