Conception et validation expérimentale d’un gant haptique alimenté par des actionneurs magnétorhéologiques pour la manipulation d’objets dans un environnement virtuel
En réalité virtuelle (VR), les systèmes haptiques sont en mesure de fournir un retour de force à l’utilisateur pour des applications de jeux et d’entrainement (simulation). Les interfaces haptiques pour la main sont limitées par les technologies d’actionnement d’aujourd’hui. En effet, la vaste majorité des systèmes robotiques est actionnée par des moteurs DC couplés à un ratio de démultiplication (« gearbox »). Ces systèmes font face à un compromis inévitable entre la densité de couple et la réponse dynamique.
De récentes recherches ont démontrées que les embrayages magnétorhéologiques (MR) couplées à une source de puissance (ex : moteur DC) sont une alternative prometteuse pour l’obtention d’une haute réponse dynamique à un coût moindre. Jusqu’à présent, la technologie MR n’a pas été démontrée pour des systèmes robotiques ayant de multiple (6 et +) degrés-de-liberté (ddls).
Ce mémoire a pour but d’étudier le potentiel de la technologie des embrayages MR pour des applications d’interfaces haptiques VR pour la main.
D’abord, les requis de conception sont établis par la littérature. Ensuite, un système haptique complet permettant aux utilisateurs de manipuler des objets virtuels a été développé basé sur un actionnement à tendons alimentés par des embrayages MR (« tendon-driven manipulator powered by MR actuators », TDM-MR). Ce système haptique utilise un actionnent à configuration semi-distribuée qui permet à deux moteurs DC, couplés à un ratio de démultiplication, de fournir la puissance nécessaire pour alimenter 10 embrayages MR actionnant 7 ddls. Ce système haptique a d’ailleurs été testé expérimentalement. Les résultats démontrent d’excellentes réponses dynamiques, de hautes forces générées et une tolérance aux impacts. Pour finir, un jeu VR consistant à démonter la performance du prototype auprès de 10 utilisateurs a été développé et très bien reçu par ceux-ci
