![\"\"](\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/iStock-156285331-1024x768.jpg\")
<\/figure>\n\n\n\nDe nos jours, cependant, les technologies au lithium sont devenues le premier choix des concepteurs de robots. En effet, les performances, la dur\u00e9e de conservation et l’\u00e9volutivit\u00e9 des batteries lithium-ion<\/a> (les groupes de batteries au lithium peuvent \u00eatre mises \u00e0 l’\u00e9chelle pour r\u00e9pondre \u00e0 la plupart des applications d’automatisation) repr\u00e9sentent un attrait significatif pour le secteur des robots industriels. Leur poids l\u00e9ger est un des nombreux avantages des technologies lithium-ion. De plus, le lithium est particuli\u00e8rement r\u00e9actif, ce qui signifie qu’il a la capacit\u00e9 de stocker beaucoup d’\u00e9nergie: g\u00e9n\u00e9ralement, environ 150 Wh d’\u00e9lectricit\u00e9 peuvent \u00eatre stock\u00e9s dans 1 kg de batterie. Il s’agit-l\u00e0 d’un avantage certain par rapport \u00e0 des batteries NiMH, qui peuvent stocker de 60 \u00e0 100 Wh.<\/p>\n\n\n\n Il est int\u00e9ressant de mentionner les robots de soudage, que l’on trouve g\u00e9n\u00e9ralement dans des secteurs tels que l’industrie automobile. Ici, la m\u00eame source d’alimentation qui alimente l’appareil \u00e0 souder peut \u00eatre utilis\u00e9e pour alimenter les entra\u00eenements \u00e9lectroniques et les composants de commande des mouvements du robot, et pour ces applications, les sources d’alimentation \u00e0 convertisseur s’av\u00e8rent populaires. Certaines des derni\u00e8res technologies de convertisseurs ajustent automatiquement la puissance d’entr\u00e9e tout en conservant une sortie constante, et fournissent des bloqueurs de surtension pour s’assurer que la performance n’est pas affect\u00e9e par l’utilisation simultan\u00e9e d’autres p\u00e9riph\u00e9riques n\u00e9cessitant un courant \u00e9lev\u00e9.<\/p>\n\n\n\n De toute \u00e9vidence, la g\u00e9om\u00e9trie de la batterie est tr\u00e8s importante quand il s’agit de la choisir et du type de robot, et la forme dictera quels types de batteries devront \u00eatre inclus dans la prise de d\u00e9cision. De m\u00eame, le poids est un facteur important et peut d\u00e9pendre de si le robot est con\u00e7u pour \u00eatre portable ou fixe.<\/p>\n\n\n\n En outre, parce que l’avantage concurrentiel peut se baser sur la dur\u00e9e pendant laquelle un robot est capable de fonctionner avant de devoir \u00eatre recharg\u00e9, la durabilit\u00e9 et la capacit\u00e9 seront des aspects majeurs du cycle de vie permettant de choisir la batterie adapt\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n Bien que l’utilisation de l’\u00e9nergie solaire ait apport\u00e9 son lot d’avantages dans de nombreux domaines du g\u00e9nie civil, elle n’a pas encore trouv\u00e9 sa place dans la robotique industrielle. Certains robots biologiques, \u00e9lectroniques, esth\u00e9tiques et m\u00e9caniques, tels que les tondeuses \u00e0 gazon et les aspirateurs automatiques, utilisent actuellement la technologie PV<\/a>. La configuration courante est compos\u00e9e d’une cellule solaire, via les circuits appropri\u00e9s, charge un condensateur \u00e0 un niveau de tension d\u00e9fini, puis le d\u00e9charge par l’interm\u00e9diaire de(s) moteur(s).<\/p>\n\n\n\n La mise \u00e0 l’\u00e9chelle de cette technologie \u00e0 des robots industriels n’a pas encore eu lieu \u00e0 un niveau commercial. Il existe un certain nombre de raisons derri\u00e8re l’absence de progr\u00e8s, mais la raison principale est due \u00e0 la faible densit\u00e9 de puissance des cellules solaires (Wp\/m2), qui est insuffisante pour la plupart des robots industriels modernes.<\/p>\n\n\n\n Un remplacement beaucoup plus probable des batteries conventionnelles dans les robots industriels nous vient de la technologie de piles \u00e0 combustible, qui est capable de produire de l’\u00e9lectricit\u00e9 en associant de l’hydrog\u00e8ne, du m\u00e9thanol ou de l’alcool pur avec de l’oxyg\u00e8ne. A l’heure actuelle, le co\u00fbt reste le dernier obstacle, mais cela pourrait changer avec l’adoption des piles \u00e0 combustibles sur le march\u00e9 grand public.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Les piles \u00e0 combustible fournissent de l’\u00e9nergie en d\u00e9rivant la puissance d’une source d’hydrocarbures \u00e0 haute efficacit\u00e9 jusqu’\u00e0 75%. Une configuration typique comprend deux \u00e9lectrodes situ\u00e9es de chaque c\u00f4t\u00e9 d’un \u00e9lectrolyte conducteur. Le courant est g\u00e9n\u00e9r\u00e9 \u00e0 l’aide d’un concept similaire \u00e0 celui de la combustion de combustibles, par lequel les protons sont autoris\u00e9s \u00e0 traverser les membranes et les \u00e9lectrons sont oblig\u00e9s de passer de l’anode \u00e0 la cathode via le circuit \u00e9lectrique. L’efficacit\u00e9 des piles \u00e0 combustible peut encore \u00eatre augment\u00e9e avec l’utilisation de la chaleur r\u00e9siduelle.<\/p>\n\n\n\n Une fois la d\u00e9cision concernant la source d’alimentation prise, l’attention se tourne vers les technologies d’actionneurs et les moteurs n\u00e9cessaires pour un mouvement lin\u00e9aire et rotatif.<\/p>\n\n\n\n Les moteurs pas-\u00e0-pas<\/a> se trouvent g\u00e9n\u00e9ralement dans des applications o\u00f9 le co\u00fbt est le facteur principal, comme dans les dispositifs de robotique de positionnement (Pick-and-Place) courants. Parmi les principaux avantages, on trouve le contr\u00f4le de position haute pr\u00e9cision. C’est pourquoi ils sont souvent utilis\u00e9s pour des syst\u00e8mes tels que les imprimantes 3D<\/a> et les fraiseuses CNC. De fait, les moteurs pas-\u00e0-pas sont sp\u00e9cifiquement con\u00e7us pour offrir un couple de maintien \u00e9lev\u00e9, qui, \u00e0 son tour, permet de passer progressivement \u00e0 la position suivante. Ils sont adapt\u00e9s aux applications avec un besoin d\u00e9fini de contr\u00f4ler l’angle de rotation, la vitesse, la position et le synchronisme. En outre, parce que les moteurs pas-\u00e0-pas offrent un couple maximum \u00e0 basse vitesse, ils sont un bon choix pour les applications n\u00e9cessitant une vitesse basse et une grande pr\u00e9cision.<\/p>\n\n\n\n Alors que les moteurs pas-\u00e0-pas s’\u00e9taient r\u00e9v\u00e9l\u00e9s populaires dans les premi\u00e8res applications de robotique, leur utilisation a diminu\u00e9 au cours des derni\u00e8res ann\u00e9es. Les raisons de cet abandon sont, entre autres, des facteurs tels que l’efficacit\u00e9, la n\u00e9cessit\u00e9 pour les encodeurs ou les interrupteurs de position d’\u00e9tablir des positions de r\u00e9f\u00e9rence, et le risque d’\u00e9tapes rat\u00e9es en cas de surcharge. Cependant, l’av\u00e8nement de la technologie avanc\u00e9e de servomoteur CA sans balais est tout aussi probable.<\/p>\n\n\n\n Alors que nombre des premiers robots \u00e9lectriques utilisaient des servomoteurs CC (en raison de la puissance raisonnable qu’ils offrent avec un bon niveau de vitesse et de contr\u00f4le de position), la plupart des nouveaux robots industriels utilisent des servomoteurs CA sans balais. Ces moteurs offrent les avantages d’une puissance de sortie sup\u00e9rieure et d’un fonctionnement quasi silencieux, tandis que l’absence de balais signifie que ces dispositifs \u00e0 couple \u00e9lev\u00e9 sont extr\u00eamement fiables et ne n\u00e9cessitent pratiquement aucun entretien.<\/p>\n\n\n\n Les servomoteurs<\/a> ont \u00e9galement un avantage inh\u00e9rent en ce qu’ils fournissent un degr\u00e9 \u00e9lev\u00e9 de pr\u00e9cision angulaire, pivotant seulement en fonction de la demande avant d’attendre le signal suivant.<\/p>\n\n\n\n La principale diff\u00e9rence entre les servomoteurs num\u00e9riques et analogiques est le signal et la fa\u00e7on dont il est trait\u00e9 du r\u00e9cepteur au servomoteur, et la fa\u00e7on dont le servomoteur utilise ces informations pour envoyer le courant au moteur. Les servomoteurs analogiques contr\u00f4lent la vitesse du moteur de commande en \u00e9mettant des signaux de tension\/hors tension au moteur, tandis que les servomoteurs num\u00e9riques poss\u00e8dent un petit microprocesseur qui analyse les signaux re\u00e7us et les transforme en impulsions de tension tr\u00e8s haute fr\u00e9quence pour les transmettre au moteur.<\/p>\n\n\n\n Contrairement aux servomoteurs analogiques, qui envoient 50 impulsions par seconde, un des avantages des servomoteurs num\u00e9riques est leur capacit\u00e9 \u00e0 envoyer jusqu’\u00e0 300 impulsions par seconde. Les impulsions sont plus courtes, mais avec autant d’impulsions de tension, le moteur acc\u00e9l\u00e8re plus vite et fournit un couple constant. Avec les servomoteurs num\u00e9riques, la quantit\u00e9 d’\u00e9nergie envoy\u00e9e au moteur peut aussi \u00eatre ajust\u00e9e pour optimiser la performance et la pr\u00e9cision.<\/p>\n\n\n\n Choisir un moteur optimal est l’un des \u00e9l\u00e9ments les plus importants d’un projet de robotique, et ce choix se base sur des consid\u00e9rations qui incluent le couple, la vitesse, la pr\u00e9cision, la tension, le co\u00fbt et le facteur de forme.<\/p>\n\n\n\n Dans un robot, le couple du moteur est g\u00e9n\u00e9ralement transmis \u00e0 une roue ou \u00e0 un actionneur qui g\u00e9n\u00e8re ensuite un mouvement robotis\u00e9 rotatif ou lin\u00e9aire. Pour estimer le couple requis, les ing\u00e9nieurs doivent d\u00e9terminer la masse de la charge utile maximale pr\u00e9vue, ainsi que la friction statique, dynamique et de roulement du syst\u00e8me.<\/p>\n\n\n\n Pour les robots \u00e0 roues, il est important d’indiquer la vitesse \u00e0 laquelle les roues doivent tourner. De grandes vitesses ont g\u00e9n\u00e9ralement un impact sur la pr\u00e9cision. En fin de compte, pour atteindre la pr\u00e9cision requise des bras robotiques<\/a>, les servomoteurs sont g\u00e9n\u00e9ralement le choix principal parce qu’ils disposent d’une r\u00e9gulation de position interne et sont orient\u00e9s vers les vitesses basses, ce qui permet un contr\u00f4le de position tr\u00e8s pr\u00e9cis.<\/p>\n\n\n\n Une autre consid\u00e9ration importante est la tension de fonctionnement. Avant de d\u00e9cider des batteries \u00e0 utiliser dans le projet, il est pr\u00e9f\u00e9rable de d\u00e9terminer la tension nominale lorsque le moteur tourne. G\u00e9n\u00e9ralement, plus la tension est \u00e9lev\u00e9e, plus la vitesse du moteur est \u00e9lev\u00e9e. La ‘constante de tension’ sur la fiche technique du moteur peut \u00eatre utilis\u00e9e pour d\u00e9terminer la vitesse par volt.<\/p>\n\n\n\n La technologie hydraulique \u00e9tait assez fr\u00e9quemment utilis\u00e9e sur les premiers robots car elle est plus rigide et plus facilement contr\u00f4lable que la technologie pneumatique, et pouvait fournir plus de puissance que les moteurs \u00e9lectriques disponibles \u00e0 l’\u00e9poque. Les syst\u00e8mes hydrauliques offrent \u00e9galement la possibilit\u00e9 de g\u00e9n\u00e9rer un taux de r\u00e9duction important.<\/p>\n\n\n\n Le principal inconv\u00e9nient de l’hydraulique est le rythme relativement lent du fonctionnement, tandis qu’avec les hautes pressions impliqu\u00e9es, les fuites peuvent \u00eatre probl\u00e9matiques.<\/p>\n\n\n\n En termes de technologie pneumatique, de nombreux syst\u00e8mes de positionnement (Pick-and-Place) simples fonctionnent \u00e0 l’air comprim\u00e9, ce qui se traduit par un co\u00fbt r\u00e9duit mais pr\u00e9sentent l’inconv\u00e9nient d’\u00eatre difficiles \u00e0 contr\u00f4ler. Pour l’essentiel, la compression de l’air introduit une ‘dynamique de temps mort’ suppl\u00e9mentaire dans le syst\u00e8me ce qui rend le contr\u00f4le plus difficile.<\/p>\n\n\n\nCellules photovolta\u00efques (PV)<\/h2>\n\n\n\n
Piles \u00e0 combustible<\/h2>\n\n\n\n
Actionneurs<\/h2>\n\n\n\n
Moteurs pas-\u00e0-pas<\/h3>\n\n\n\n
Servomoteurs<\/h3>\n\n\n\n
Efficacit\u00e9, taille, pr\u00e9cision, fiabilit\u00e9, vitesse et couple<\/h3>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/iStock-1498581388-1024x576.jpg\")
Alternatives hydrauliques et pneumatiques<\/h3>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/DRG011_Fig1_v1.jpg\")
![\"\"](\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/DRG011_Fig2_v1.jpg\")