Equilibrage statique de robots parallèles sphériques à trois degrés de liberté par éléments élastiques linéaires

Ce mémoire traite de l'équilibrage statique de mécanismes parallèles sphériques à trois degrés de liberté. Dans un monde où les mécanismes parallèles sont de plus en plus utilisés, il est important d'introduire la notion d'équilibrage statique. Les mécanismes parallèles existants possèdent des actionneurs puissants non seulement pour déplacer des charges mais aussi pour supporter leur propre poids. Cela mène à un surdimensionnement des moteurs et à une moins grande efficacité. Il est donc important d'équilibrer les mécanismes parallèles pour améliorer le design et réduire les effets de l'usure et des vibrations. La méthode d'équilibrage par éléments élastiques linéaires (ressorts) qui est utilisée ici est particulièrement intéressante puisqu'elle ajoute très peu de poids et d'inertie au système. Après un bref survol des robots parallèles et de l'équilibrage de mécanisme, il sera question d'appliquer des équations d'équilibre générales à un manipulateur sphérique en variant le nombre de ressorts. Un prototype pouvant être construit pour démontrer les principes théoriques sera aussi présenté.

Alternate abstract:

This dissertation deals with the static balancing of spherical parallel mechanisms with three degrees of freedom. In a world where parallel mechanisms are increasingly used, it is important to introduce the notion of static balancing. Existing parallel mechanisms have powerful actuators not only to move loads but also to support their own weight. This leads to oversizing of motors and lower efficiency. It is therefore important to balance the parallel mechanisms to improve the design and reduce the effects of wear and vibration. The balancing method using linear elastic elements (springs) which is used here is particularly interesting since it adds very little weight and inertia to the system. After a brief overview of parallel robots and mechanism balancing, it will be a question of applying general balance equations to a spherical manipulator by varying the number of springs. A prototype that can be built to demonstrate the theoretical principles will also be presented.