Bras robotique supernuméraire à 3DOF activé à distance et multifonctionnel basé sur des embrayages magnorhéologiques et des lignes de transmission hydrostatiques

Les membres robotiques supernuméraires (SRL) sont des membres supplémentaires portables destinés à aider les humains à effectuer des tâches physiques au-delà des capacités conventionnelles dans des applications domestiques et industrielles. Cependant, des défis de conception uniques sont associés aux SRL car ils sont montés sur le corps humain. Les SRL doivent 1) être légers pour éviter de surcharger l'utilisateur, 2) être suffisamment rapides pour compenser les mouvements imprévisibles de l'humain, 3) être suffisamment puissants pour accomplir une multitude de tâches, 4) avoir une large bande de force et une bonne rétroaction pour contrôler les forces d'interaction entre l'utilisateur et l'environnement. Cette lettre étudie le potentiel d'un bras robotique supernuméraire à 3DOF activé à distance équipé d'une pince souple à 3 doigts, alimentée par des embrayages magnorhéologiques (MR) et des lignes de transmission hydrostatiques. La configuration tetherée permet d'avoir l'unité de puissance située au sol, ce qui minimise la masse à distance (4,2 kg) sur l'utilisateur. Les embrayages MR minimisent l'inertie d'activation afin de fournir une dynamique rapide et une bonne rétroaction. Une bande de force expérimentale ouverte de 8 Hz est obtenue à chaque articulation et la vitesse maximale atteinte par l'effecteur final de l'appareil est de 3,4 m/s, ce qui est suffisant pour compenser les mouvements humains. De plus, les deux premières articulations fournissent 35 Nm et la troisième articulation fournit 29 Nm, ce qui est suffisant pour maintenir des outils industriels manuels. Enfin, le SRL est mis en situation pratique réelle, comme la cueillette de fruits et légumes, la peinture, la manutention d'outils et le badminton. La capacité du SRL MR-Hydrostatique proposé à accomplir avec succès diverses tâches avec grande vitesse et fluidité suggère un fort potentiel des SRL pour devenir des dispositifs couramment utilisés à l'avenir.