Des capteurs de couple rapides mesurent les moteurs
Auparavant, le projet MARCH utilisait des moteurs contrôlés en position. Cependant, un exosquelette équilibré nécessite un système souple : cela signifie que les moteurs doivent être capables de céder et/ou de restituer la pression en réponse à leur environnement. C'est pourquoi le projet MARCH a voulu utiliser pour la première fois des capteurs de couple. Ces capteurs devaient être capables de mesurer la portée totale des moteurs et, surtout, avoir une fréquence de mise à jour élevée. Plus les capteurs sont rapides, plus il est possible de réagir rapidement à un déséquilibre. Les capteurs devaient également s'adapter aux moteurs et articulations existants. En collaboration avec Althen, ces capteurs ont été conçus pour les moteurs linéaires et rotatifs. Ces moteurs simulent les mouvements musculaires du corps humain, ce que l'on appelle les articulations.
Exigences relatives aux capteurs
Le processus de conception des capteurs s'est heurté à deux obstacles majeurs : les capteurs devaient avoir un taux de mise à jour élevé et s'adapter à l'architecture matérielle et logicielle existante. Un certain niveau de précision était bien sûr également requis, même s'il était particulièrement important de mesurer des différences substantielles par moteur. En fin de compte, Althen a contribué à la fabrication de capteurs qui s'adaptaient à une partie déjà existante de notre exosquelette, à l'intérieur du boîtier du moteur. Pour les articulations linéaires, il a été possible de placer un capteur existant sur la broche du moteur. Les deux capteurs ont pu être reliés au reste du système grâce à un nouveau protocole de communication intégré.
Broche des articulations linéaires et force du moteur
Althen a fourni deux types de capteurs : des cellules de charge et des capteurs de couple. Les cellules de charge ont été installées sur la broche des articulations linéaires. Les capteurs sont rapides à installer, prêts à l'emploi pour ainsi dire. Les autres capteurs, les capteurs de couple, sont installés dans la partie métallique qui transfère la force du moteur à la jambe. Pour commencer les tests, ces capteurs doivent être placés à l'intérieur des moteurs. Le projet March teste ensuite les capteurs séparément dans une installation d'essai : les protocoles de communication, les vitesses et le réglage des capteurs sont effectués ici. En fonction des capteurs, les moteurs sont contrôlés, de sorte que la boucle de contrôle est également testée ici.
L'algorithme prédictif nécessitait de nombreuses données de capteurs, en particulier des informations sur les forces exercées sur les différentes articulations. C'est pour répondre à cette question que le projet March s'est adressé à Althen
Test des capteurs
Le logiciel prédictif qui peut esquisser différents scénarios futurs à partir des données fournies par les capteurs ; tous les scénarios reçoivent une note correspondant à leur degré d'équilibre, et le scénario le plus équilibré (c'est-à-dire celui qui obtient la note la plus élevée) est exécuté. Le projet March en est encore aux premiers stades de l'essai des capteurs après avoir attendu leur livraison, de sorte que tous les résultats ne sont pas encore disponibles. Actuellement, le projet March communique avec les capteurs via le nouveau protocole intégré. C'est à ce moment-là que les tests dans le dispositif d'essai susmentionné commenceront.
Placement des capteurs dans l'exosquelette
Il est ensuite temps de placer les capteurs dans l'exosquelette. Une fois qu'un moteur (y compris les capteurs) a été entièrement testé dans le dispositif d'essai, il peut être placé dans l'exosquelette. Mais avant que l'utilisateur puisse entrer dans l'exosquelette, d'autres tests doivent être effectués. Tout d'abord, l'exo est autorisé à se déplacer librement dans l'air, ce que l'on appelle un airgait. Pendant cette période, l'exosquelette (dont le couple sera éventuellement contrôlé par de nouveaux capteurs) se déplace selon un schéma de marche. Si tout se passe bien, l'exosquelette peut effectuer une "marche au sol". Dans ce cas, l'exosquelette marche à nouveau selon le schéma de marche susmentionné, mais sur le sol. Une fois que tout cela est fait, l'utilisateur (ou le pilote comme nous l'appelons) peut entrer dans l'exosquelette.
L'exosquelette réagit
En utilisant les capteurs de couple d'Althen, il est possible de construire un système conforme qui, pour la première fois, peut mesurer les influences externes par le biais de capteurs. En d'autres termes, grâce à ces capteurs, l'exosquelette peut réagir aux signaux et aux déséquilibres provenant du monde extérieur, ce qui fait de MARCH 8 l'un des premiers exosquelettes auto-équilibrés au monde. Le Projet March le montrera au monde entier lors de la présentation de l'exosquelette le 21 juillet ! Vous souhaitez en savoir plus sur le Projet March, les capteurs de couple ou les cellules de charge ? N'hésitez pas à nous faire part de votre défi en matière de mesure.