Colonne d’articles KW
Bonjour à tous, je suis Liu Chunfeng de Kunwei Technology. Dans le numéro précédent, nous avons évoqué deux schémas de sélection pour le couple des articulations robotiques : le schéma à haut rapport de réduction et le schéma à quasi-entraînement direct. Ces deux schémas présentent des exigences totalement différentes en matière d’utilisation des capteurs.
Différences dans l’utilisation des capteurs
Commençons par le premier : le schéma à haut rapport de réduction, représenté par les réducteurs harmoniques. Dans ce schéma, la transparence du couple est relativement faible. Qu’est-ce que cela signifie ? En raison du fort rapport de réduction, associé aux frottements et à la déformation flexible du réducteur harmonique lui-même, le signal de courant côté moteur peine à refléter précisément la force réelle à l’effector final. Ainsi, pour obtenir un contrôle précis de la force, il est indispensable d’installer un capteur de couple à la sortie de l’articulation. Dans ce cas, il existe deux options principales de conception pour le montage du capteur :
La première est montée à l’extrémité de l’articulation, tournant avec la charge ; c’est l’utilisation dominante aujourd’hui pour les bras robotiques collaboratifs. Lorsqu’il est monté à l’extrémité, le capteur est généralement connecté à la flexspline du réducteur et tourne avec elle ; la spline circulaire est fixée au boîtier. Toutefois, dans le cas de la sortie à spline circulaire du réducteur de type chapeau, une extrémité de la flexspline est fixée au boîtier, et le capteur est alors connecté à la spline circulaire et tourne avec elle.
La seconde est montée à l’intérieur de l’articulation, ne tournant pas avec la charge ; cette solution est appliquée dans les articulations des robots humanoïdes. Dans ce cas, le réducteur sort directement par la spline circulaire et se connecte à la charge ; la bague extérieure du capteur est généralement placée entre le roulement à rouleaux croisés et le boîtier, tandis que la bague intérieure est connectée à la flexspline. Le capteur agit ici comme une pièce fixe, mesurant le couple uniquement en détectant la force de réaction.
Mais évidemment, quel que soit le mode de montage, la conclusion est claire : un capteur de couple est indispensable pour le schéma à réducteur harmonique.
Qu’en est-il du schéma à quasi-entraînement direct ? Les exigences en termes de capteurs dans ce schéma sont complètement différentes. Puisque le rapport de réduction est faible, les forces externes peuvent entraîner directement en sens inverse le rotor du moteur. Par conséquent, le contrôleur peut lire directement le signal de la boucle de courant du moteur pour estimer le couple de sortie, et en théorie, le capteur de couple d’articulation peut être omis.
Notez que j’ai utilisé le mot “ en théorie ”. En pratique, si vous souhaitez obtenir un contrôle statique de la force d’une précision ultra élevée ou gérer des environnements complexes, se fier uniquement à la boucle de courant pourrait ne pas suffire. Dans ce cas, vous devrez peut-être tout de même ajouter un capteur de couple pour une double vérification.
Nous pouvons donc résumer par une logique simple : Si vos articulations robotiques sont des bras industriels de haute précision, des robots collaboratifs (nécessitant une interaction homme-robot) ou la partie supérieure des robots humanoïdes (c’est-à-dire les épaules, les coudes et autres parties nécessitant un positionnement de haute précision), vous adopterez très probablement le schéma à réducteur harmonique. Dans ce cas, le capteur de couple d’articulation est un équipement standard. Puisque la transparence du couple du schéma harmonique est faible, le contrôle de la force ne peut pas être précis sans capteur.
Si vos articulations robotiques sont les pattes des quadrupèdes, ou les hanches, genoux et chevilles des robots humanoïdes (c’est-à-dire les parties soumises à des impacts fréquents lors de l’atterrissage), avec des exigences élevées en termes de réponse dynamique et de résistance aux impacts, le schéma à quasi-entraînement direct doit être privilégié. Dans ce cas, le capteur peut être omis, et le contrôle de la force peut être effectué via la boucle de courant ; toutefois, si vous recherchez une précision ultime ou si vous exigez une redondance de sécurité, le capteur a encore sa place.
Revenons donc à la question initiale : devez-vous installer un capteur de couple sur vos articulations robotiques ? La réponse dépend du schéma que vous choisissez, de vos exigences en termes de précision et de votre budget.
Notre rôle est de vous fournir les solutions de mesure de couple les plus précises et fiables durant ce processus complexe de choix. Que vous ayez besoin de capteurs de haute précision pour le schéma harmonique, ou que vous souhaitiez ajouter des capteurs redondants pour une performance ultime dans le schéma à quasi-entraînement direct, nous disposons de produits et de solutions éprouvés.
Conclusion
C’est tout pour cette vidéo. Pour des solutions de mesure de force de haute qualité, suivez Kunwei Technology. À la prochaine !
