Le robot serpent se faufile dans le moindre recoin

Un robot qui se déplace à la manière d'un serpent peut explorer n'importe quel recoin dissimulé. Il atteint sans difficultés les endroits auxuquels les personnes n'accèdent qu'à grand peine em cas de problème à résoudre. Que ce soit lors du montage des avions, dans les installations nucéaires ou pour inspecter les canalisations, les moteurs maxon assurent l'extrême précision des mouvements du robot serpent à vertèbres multiples.

Le robot serpent se faufile par un orifice étroit, comme dans un film de science-fiction. Il est chargé de la tâche suivante: effectuer une inspection de sécurité à un endroit très difficile d'accès et procéder à un enregistrement vidéo. Des zones très étroites et dangereuses existent dans de nombreuses activités. Les espaces étroits sont souvent difficiles d'accès pour les personnes et exigent souvent des inspections très fréquentes des appareils sensibles qu'ils contiennent. La société OC Robotics, installée à Bristol (Grande-Bretagne), s'est inspirée du monde animal pour développer le «Snake-Arm-Robot», le robot serpent. Le Directeur général Rob Buckingham et le Directeur technique Andrew Graham ont développé le premier prototype en 2001. Ils sont perfectionné la technique du robot serpent jusqu'à aujourd'hui. Fondée en 1997, l'entreprise fabrique des robots serpents parfaitement adaptés aux espaces réduits et aux environnements dangereux. Le design de ces robots serpents est très fin et souple, ce qui leur permet de se faufiler sans problème dans des ouvertures étroites et d'éviter facilement les obstacles.

Ces robots sont utilisés par exemple dans l'industrie aéro-nautique et aéro-spatiale, dans le secteur nucléaire et en médecine ainsi que dans des applications de sécurité. Les robots sont disponibles en différentes longueurs et différents diamètres, et donc adaptables aux exigences du client. Les tailles standard disponibles ont un diamètre compris entre 40 mm et 150 mm , leur longueur est comprise entre 1 m et 3,25 m – voire même 10 mètres et un diamètre de 12,5 mm si le client le souhaite.

Le diamètre du bras du robot est le critère décisif qui détermine son utilisation. Pllus le diamètre est important, plus le robot est en mesure de soulever des poids importants lors de travaux d'entretien par exemple.

Chaque robot serpent est donc personnalisé et adapté au domaine dans lequel il sera utilisé. La «tête» du serpent robot peut elle aussi être équipée de différents outils. OC Robotics propose des outils d'inspection visuelle qui disposent d'un éclairage approprié, qu'il s'agisse d'une caméra, d'un bras préhenseur spécial ou d'un laser de découpe du métal et du béton (voir la vidéo). Le robot serpent peut être monté sur une station mobile ou fixe, par exemple sur un robot industriel ou une grue, selon l'application à laquelle il est destiné.

Dans le sillage de la tête

Le bras du robot serpent est en mesure d'effectuer de nombreuses tâches de contrôle et d'entretien. Une aide directe extérieure est superflue. Il se déplace librement dans l'espace disponible. Le robot est piloté par un logiciel propriétaire grâce auquel l'opérateur contrôle le bras du robot selon le principe de «Nose-Following». Ainsi, l'opérateur transmet des instructions à la tête du serpent par le biais d'un joypad puis tous les éléments du serpent suivent le parcours ainsi défini. Par conséquent, si l'utilisateur évite un obstacle, le reste du bras robotisé l'évite également. Cette technologie facilite largement le travail dans des environnements dangereux, sans toutefois supprimer l'intervention humaine, comme l'explique Rob Buckingham, Directeur général de la société OC Robotics.

Des moteurs DC sans balais assurent la souplesse du mouvement

Les tendons relient les muscles aux articulations, dans les membres humains; dans le robot serpent, des câbles d'acier jouent le rôle des tendons et relient les articulations entre elles. Chaque câble contenu dans le bras robotisé est raccordé à un moteur maxon. Les mouvements reptiliens sont générés par les moteurs, qui transmettent la puissance mécanique dans le bras du serpent et à ses différentes articulations. Chaque bras peut contenir, selon le modèle concerné, jusqu'à 50 moteurs maxon. Les moteurs ne sont pas installés directement dans le bras, mais dans un bloc actionneur situé dans la base du robot. Ainsi, les moteurs et l'installation électronique sont plus facilement accessibles et ils sont protégés de l'environnement éventuellement dangereux et exigü. Les différents outils que doit accueillir la tête du robot serpent peuvent être eux aussi équipés de moteurs. Par exemple, un ou deux moteurs maxon sont chargés du déplacement de la caméra ou du bras préhenseur.

Ces entraînements doivent avant tout produire une puissance suffisante tout en conservant une construction compacte. Le choix s'est donc porté sur le moteur maxon DC sans balais EC-max 30 (60 W) et sur le réducteur planétaire GP32, modèle en céramique, pour cette application hautement complexe.

Grâce à leur conception sans balais, ces moteurs à courant continu à commutation électronique (EC) sont parfaitement adaptés à un service prolongé. Le principal atout des moteurs maxon est le bobinage sans fer – qui permet d'obtenir des avantages physiques comme l'absence de couple de saillance, un rendement élevé et une dynamique de régulation exceptionnelle. Des modifications spécifiques ont dû être effectuées sur les moteurs destinés au bras robotisé. Ainsi, un câble spécial et des alésages de fixation particuliers étaient indispensables. D'autre part, il a fallu modifier le réducteur planétaire destiné à l'installation et élaborer un boîtier spécial pour le frein. Pour OC Robotics, les critères fiabilité des moteurs, qualité du service clientèle, niveau de qualité des produits et densité de puissance élevée ont fait pencher la balance en faveur de maxon motor.

 © maxon motor ag

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