Blocs flexibles
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Dans le cadre du développement de systèmes mécatroniques pour des applications à petite échelle, les structures flexibles déformables sont une alternative prometteuse aux systèmes mécaniques articulés, qui, outre des difficultés de miniaturisation et d’assemblage, peuvent présenter à cette échelle des problèmes fonctionnels et d’usure liés aux jeux et aux frottements. Les céramiques piézoélectriques font partie des matériaux actifs couramment utilisés en microrobotique, pour actionner de telles structures flexibles. Tous leurs avantages (performances en force, en bande-passante, en résolution nanométrique) font qu’on les exploite pour la conception de très nombreux prototypes de micropinces à actionnement intégré [1]. En outre, un intérêt important des matériaux piézoélectriques est la réversibilité de leur effet de couplage électromécanique, ce qui explique leur utilisation potentielle en microrobotique comme actionneurs et/ou capteurs ([2], [3], [4]).La conception optimale d'une structure mécatronique nécessite une stratégie d'ensemble appropriée pour traiter le problème du couplage entre le mécanisme, ses actionneurs, ses capteurs et sa commande. Une nouvelle méthode innovante d’optimisation a été introduite [5] basée sur l’agencement de blocs structurels et piézoélectriques actifs, pour obtenir des structures flexibles à actionnement intégré. Le but de nos recherches est d’étendre cette méthode pour aboutir à la conception optimale de structures monolithiques à actionnement et mesure piézoélectriques intégrés. Cet article est structuré de la façon suivante : en premier lieu, nous décrivons brièvement l'idée fondamentale de la méthode FlexIn pour la conception des mécanismes flexibles. Ensuite, nous présentons dans la section 3, le modèle aux Eléments Finis (EF) de poutres piézoélectriques conduisant à l’implémentation d’une nouvelle bibliothèque de blocs sensitifs. La validation du modèle par simulation est aussi étudiée pour quelques cas. Pour démontrer