Un actionneur antagoniste pliable

Nous rapportons sur un actionneur basé sur des élastomères diélectriques, capable d'actionnement antagoniste et de pliage passif. Cet actionneur permet la pliabilité dans les robots avec des structures simples. Contrairement à d'autres dispositifs en élastomères diélectriques antagonistes, notre concept utilise des charnières élastiques pour permettre le pliage de la structure, ce qui offre également un paramètre de conception supplémentaire. Pour valider le concept de l'actionneur à travers un test d'application spécifique, un actionneur d'élevon pliable de taille extérieure de 70 mm × 130 mm a été développé avec une plage de déplacement angulaire et des spécifications de couple adaptées à un véhicule micro-aérien (MAV) d'envergure de 400 mm et de masse 130 g. Un modèle analytique sous forme fermée de l'actionneur a été construit, utilisé pour guider la conception de l'actionneur. L'actionneur se compose de membranes en silicone d'une épaisseur de 125 μm en tant qu'élastomères diélectriques, d'une plaque en fibre de verre d'une épaisseur de 0,2 mm comme structure de cadre, et de polyimide d'une épaisseur de 50 μm comme charnière élastique. Nous avons mesuré un déplacement angulaire contrôlable par tension allant jusqu'à ±26° et un couple de 2720 mN · mm à 5 kV, avec une bonne correspondance entre le modèle et les données mesurées. Deux actionneurs d'élevon sont intégrés dans le MAV, qui a été volé avec succès, les actionneurs pliables fournissant un vol stable et bien contrôlé. La contrôlabilité a été évaluée quantitativement en calculant la corrélation entre le signal de contrôle et le mouvement du MAV, avec une corrélation sur l'axe de roulis de plus de 0,7 mesurée pendant les vols, illustrant la haute performance de cet actionneur pliable.