En bref

Composants mécaniques à haute valeur ajoutée

fonds publics

Emmanuel Viennet

mai 2018 - décembre 2019

Le projet vise à développer un actionneur hydraulique destiné à un exosquelette de cheville et à démontrer ainsi l’intérêt de cette technologie pour des applications de faible puissance (~250 W).

Les transmissions hydrauliques sont utilisées depuis des décennies dans les applications de grande puissance, comme les engins de chantiers ou les machines agricoles. Cependant, inspirés par leur robustesse, par les hautes dynamiques de contrôle qu'ils autorisent et surtout par leur excellent rapport poids/puissance, de nombreux groupes de recherche et développement (re-)découvrent l'intérêt des actionneurs hydrauliques également pour des applications de faible puissance comme des robots autonomes.

Les exosquelettes, quant à eux, font l'objet d'une recherche intensive depuis plusieurs années. Cependant, leur application concrète pour la rééducation de patients accidentés ou la restauration de la mobilité chez des personnes handicapées est toujours conditionnée par l'obtention d'un compromis satisfaisant entre puissance d'assistance et poids de l'équipement. Or ce compromis ne semble aujourd'hui pas optimal avec les actionneurs électromécaniques utilisés dans la majorité des conceptions.

Ce projet vise à démontrer l’intérêt d’un entraînement hydraulique pour une application d’exosquelette en développant un actionneur puissant, dynamique et léger.

Dans une première phase, deux concepts d’entraînements hydrauliques seront dimensionnés, modélisés, évalués et finalement comparés sur la base de résultats de simulation :

  • Un actionneur de type « électro-hydrostatique » ou « EHA »
  • Un actionneur de type « servo hydraulique » ou « SHA »

Dans la deuxième phase il s’agira de :

  • Réaliser la conception détaillée de l’entraînement (powerpack + actionneur)
  • Décider quels composants sont disponibles sur le marché et lesquels doivent être conçus et fabriqués par nos soins

Enfin la troisième phase consistera à la réalisation et au test d’un prototype qui devra :

  • Être testé sur un banc spécifique permettant de reproduire de manière simplifiée un cycle de marche
  • Être commandé par une électronique adaptée
  • Comparé aux résultats de simulation obtenus à la phase 1

A plus long terme, l’objectif de ce projet est double :

  1. Permettre à la HEIA-FR de se positionner en proposant une offre Ra&D dans le domaine des transmissions hydrauliques « faible puissance/hautes performances » appliquées notamment aux exosquelettes et aux robots autonomes
  2. Faire valoir la possibilité d'un transfert de technologie vers les industries actives sur les marchés plus classiques de l'hydraulique
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