IntRoLab - User contributions [en]

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2010-01-22T19:16:37Z

Benoît Heintz:

<big><french>Toutes les vidéos</french><english>All videos</english></big>

Videos

2010-01-22T18:50:37Z

Benoît Heintz: Created page with '<big><french>Toutes les vidéos</french><english>All videos</english></big> = Jukebox Dailymotion ='

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= Jukebox Dailymotion =

DDRA

2010-01-22T18:47:14Z

Benoît Heintz:

<big><french>ADDR - Actionneur à double différentiel rhéologique (en instance de brevet) </french><english>DDRA - Double Differential Rheological Actuator (patent pending)</english></big>

= Description =
<english>Robotic systems are increasingly moving out of factories, stepping into a dynamic world full of unknowns, where they must interact in a safe and versatile manner. Traditional actuation schemes, which rely on position control and stiff actuators, often fail in this new context. There have been many attempts to modify them by adding a full suite of force and position sensors and by using new control algorithms but, in most cases, the naturally high output inertia and the internal transmission nonlinearities such as friction and backlash remain quite burdensome.

The proposed actuation scheme addresses many of those limitations. The DDRA uses a differentials mechanism and two magnetorheological brakes coupled to, for example, an electromagnetic motor. This configuration enables the DDRA to act as a high bandwidth, very low inertia, very low friction and without backlash torque source that can be controlled to track any desired interaction dynamics. The advantages include safety and robustness due to extreme backdrivability and a lot of versatility in interactions. In a more traditional context, the actuator’s low inertia, eliminated backlash and reduced nonlinearities allow for greater accelerations and a more precise positioning, thus improving productivity and quality.</english>

<french>Les systèmes robotiques sont appelés à sortir des environnements contrôlés et à faire face à un monde dynamique et plein d'inconnus où ils doivent interagir de façon sécuritaire et polyvalente. Les technologies d'actionneur classiques, rigides et contrôlées en position, faillissent souvent à la tâche dans ce nouveau contexte. Malgré une gamme de capteurs élargie et des algorithmes de contrôle avancés, l'inertie naturelle ainsi que les non-linéarités de la transmission, comme la friction et le jeu, demeurent néfastes.

Le concept d'actionneur proposé élimine plusieurs de ces limitations. L'ADDR utilise un mécanisme différentiel et deux freins magnétorhéologiques couplés, par exemple, à un moteur électromagnétique. Cette configuration permet à l'ADDR d'agir comme une source de couple à haute bande passante, de très faible inertie, de très faible friction et avec un jeu nul qui peut être asservie pour reproduire une dynamique d'interaction choisie. Les avantages incluent une sécurité et une robustesse accrues ainsi qu'une très grande polyvalence dans les interactions. Également, dans un contexte plus traditionnel d'automatisation et de robotique industrielle, l'ADDR permet de fortes accélérations et un positionnement très précis permettant un gain de productivité et de qualité des opérations.</french>

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[[Image:DDRA evolution.jpg|880px|center|DDRA from proof-of-concept (Prototype 0) to first compact integration (Prototype 1)]]
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<english> Download [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] for these videos.</english><french> Téléchargez [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] pour visionner ces vidéos.</french>
<french>
* Contrôle d'interaction (Décembre 2009): [[Media:Ressort.mp4 | Simulation d'un ressort]] / [[Media:Mur.mp4 | Simulation d'un mur]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.mp4 | Prototype 1 (Juin 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Preuve de concept Prototype 0 (Décembre 2008)]]
</french>
<english>
* Interaction control (Decembre 2009): [[Media:Ressort.mp4 | Simulation of a spring]] / [[Media:Mur.mp4 | Simulation of a wall]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.mp4| Prototype 1 (June 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Proof-of-concept Prototype 0 (December 2008)]]
</english>

<english>= Status =</english><french>=État d'avancement=</french>
<english>Prototype 1</english>
<french>Prototype 1</french>
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| colspan=2 style="border-bottom:3px solid grey;" valign="center" | [[Image:DR2 prototype compact 1.jpg | 150px | center|DDRA]]
|-
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|90W
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| <english>Nominal torque</english><french>Couple nominal</french>
|11 Nm
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|20 Nm
|-
| <english>Inertia</english><french>Inertie</french>
|1.2e-4 kg.m^2
|-
|-
| <english>Power Rate</english><french>Power Rate</french>
|1025 kW/s
|-
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|<english>>40 Hz (limit of test)</english><french>>40 Hz (limite du test)</french>
|-
|<english>Maximum speed</english><french>Vitesse maximale</french>
|160 RPM
|-
|<english>Reduction ratio</english><french>Ratio de réduction</french>
|33:1
|-
|<english>Dimensions ratio</english><french>Dimensions</french>
|90 dia X 137 mm
|-
| <english>Weight</english><french>Poids</french>
|2.4 kg
|}

<english>'''Force control:'''</english><french>'''Contrôle en force:'''</french>
<center>
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<english>'''Position control:'''</english><french>'''Contrôle en position:'''</french>
[[Image:Position_following_27deg_8Nm_PIDc.jpg|290px|Position command following (0.084 kg.m.m load, 8 Nm nominal, PIDc)]]


<english>'''Interaction control:'''</english><french>'''Contrôle d'interaction:'''</french>
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</center>

= Publications =

Fauteux, P., Lauria, M., Legault, M.-A., Heintz, B., Michaud, F. (2009), “Dual differential rheological actuator for robot interaction tasks,” IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. '''Recipient of Best Student Paper Award.''' [[Media:DDRA_AIM2009.pdf | (pdf)]]

<english>= Team =</english><french>=Équipe=</french>
* Philippe Fauteux
* Benoit Heintz
* Marc-Antoine Legault
* Matthieu Tanguay
* Michel Lauria
* Dominic Létourneau
* François Michaud

DEA

2010-01-22T04:30:48Z

Benoît Heintz:

<big>
ADE : Actionneur Différentiel-Élastique / Differential Elastic Actuator (Patent pending)
</big>

= Description =
The implementation of machines able to precisely control interaction with its environment begins with the use of actuators specially designed for that purpose. To that effect, a new compact implementation design for high performance actuators that are especially adapted for integration in robotic mechanisms has been developed. This design makes use of a mechanical differential as central element. Differential coupling between an intrinsically high impedance transducer and an intrinsically low impedance spring element provides the same benefits as serial coupling. However differential coupling allows new interesting design implementations possibilities, especially for rotational actuators.

[[Image:ADETaxonomy.jpg|400px]][[Image:ADEAdvantages.jpg|400px]]

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= Videos =

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[[Media:IROS2008_audio.mp4 | Video showing our 3DOF arm using three Differential Elastic Actuators (in english)]]

[[Media:Presentation_ADE.mov | Video of a gravity compensation experiment with one Differential Elastic Actuator (in french)]]

= Publications =

# Lavoie, M.-A., , Développement et contrôle d'un bras robotique basé sur l'actionneur différentiel élastique, Mémoire de maîtrise, Département de génie mécanique, Unviersité de Sherbrooke. ([http://laborius.gel.usherbrooke.ca/papers/MemoireLavoie.pdf pdf])
# Lauria, M., Legault, M.-A., Lavoie, M.-A., Michaud, F. (2008) “Differential elastic actuator for robotic interaction tasks,” Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation, Pasadena, USA. ([[Media:DifferentialElasticActuattorICRA2008.pdf|pdf]])
# Lauria, M., Fauteux, Ph., Legault, M.-A., Lavoie, M.-A., Michaud, F. (2008) “Differential elastic actuator for robotic interaction tasks,” in Proceedings of Actuator 2008, 11th International Conference on New Actuators, Bremen, Germany. ([[Media:DifferentialElasticActuatorForInteractionACTUATOR2008.pdf|pdf]])
# Lauria, M., Legault, M.-A., Lavoie, M.-A., Giguère P., Gagnon, F., Michaud, F., «High Performance Differential Actuator for Robotic Interaction Tasks», United States Patent Application number 694123, March 31, 2007.
# Legault, M.-A. (2007), "Développement d’un actionneur différentiel élastique", Mémoire de maîtrise, Département de génie mécanique, Université de Sherbrooke, mars.
# Lauria, M., Legault, M.-A., Michaud, F., (2007), “High performance differential elastic actuator for robotic interaction tasks”, Proceedings American Association for Artificial Intelligence Spring Symposium on Multidisciplinary Collaboration for Socially Assistive Robotics, Stanford, March. ([[Media:HighPerformanceElasticActuatorAAAI2007.pdf|pdf]])

= Équipe / Team =
* Marc-Antoine Legault
* Marc-André Lavoie
* Philippe Fauteux
* Michel Lauria
* François Michaud

DDRA

2010-01-20T20:41:32Z

Benoît Heintz: /* Description */

<big><french>ADDR - Actionneur à double différentiel rhéologique (en instance de brevet) </french><english>DDRA - Double Differential Rheological Actuator (patent pending)</english></big>

= Description =
<english>Robotic systems are increasingly moving out of factories, stepping into a dynamic world full of unknowns, where they must interact in a safe and versatile manner. Traditional actuation schemes, which rely on position control and stiff actuators, often fail in this new context. There have been many attempts to modify them by adding a full suite of force and position sensors and by using new control algorithms but, in most cases, the naturally high output inertia and the internal transmission nonlinearities such as friction and backlash remain quite burdensome.

The proposed actuation scheme addresses many of those limitations. The DDRA uses a differentials mechanism and two magnetorheological brakes coupled to, for example, an electromagnetic motor. This configuration enables the DDRA to act as a high bandwidth, very low inertia, very low friction and without backlash torque source that can be controlled to track any desired interaction dynamics. The advantages include safety and robustness due to extreme backdrivability and a lot of versatility in interactions. In a more traditional context, the actuator’s low inertia, eliminated backlash and reduced nonlinearities allow for greater accelerations and a more precise positioning, thus improving productivity and quality.</english>

<french>Les systèmes robotiques sont appelés à sortir des environnements contrôlés et à faire face à un monde dynamique et plein d'inconnus où ils doivent interagir de façon sécuritaire et polyvalente. Les technologies d'actionneur classiques, rigides et contrôlées en position, faillissent souvent à la tâche dans ce nouveau contexte. Malgré une gamme de capteurs élargie et des algorithmes de contrôle avancés, l'inertie naturelle ainsi que les non-linéarités de la transmission, comme la friction et le jeu, demeurent néfastes.

Le concept d'actionneur proposé élimine plusieurs de ces limitations. L'ADDR utilise un mécanisme différentiel et deux freins magnétorhéologiques couplés, par exemple, à un moteur électromagnétique. Cette configuration permet à l'ADDR d'agir comme une source de couple à haute bande passante, de très faible inertie, de très faible friction et avec un jeu nul qui peut être asservie pour reproduire une dynamique d'interaction choisie. Les avantages incluent une sécurité et une robustesse accrues ainsi qu'une très grande polyvalence dans les interactions. Également, dans un contexte plus traditionnel d'automatisation et de robotique industrielle, l'ADDR permet de fortes accélérations et un positionnement très précis permettant un gain de productivité et de qualité des opérations.</french>

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[[Image:DDRA evolution.jpg|880px|center|DDRA from proof-of-concept (Prototype 0) to first compact integration (Prototype 1)]]
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<english>= Videos =</english><french>= Vidéos =</french>
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<english> Download [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] for these videos.</english><french> Téléchargez [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] pour visionner ces vidéos.</french>
<french>
* Contrôle d'interaction (Décembre 2009): [[Media:Ressort.mp4 | Simulation d'un ressort]] / [[Media:Mur.mp4 | Simulation d'un mur]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.m4v | Prototype 1 (Juin 2009) (Utiliser le lecteur QuickTime)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Preuve de concept Prototype 0 (Décembre 2008)]]
</french>
<english>
* Interaction control (Decembre 2009): [[Media:Ressort.mp4 | Simulation of a spring]] / [[Media:Mur.mp4 | Simulation of a wall]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.m4v| Prototype 1 (June 2009) (Use QuickTime player)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Proof-of-concept Prototype 0 (December 2008)]]
</english>

<english>= Status =</english><french>=État d'avancement=</french>
<english>Prototype 1</english>
<french>Prototype 1</french>
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|90 dia X 137 mm
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<english>'''Position control:'''</english><french>'''Contrôle en position:'''</french>
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<english>'''Interaction control:'''</english><french>'''Contrôle d'interaction:'''</french>
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= Publications =

Fauteux, P., Lauria, M., Legault, M.-A., Heintz, B., Michaud, F. (2009), “Dual differential rheological actuator for robot interaction tasks,” IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. '''Recipient of Best Student Paper Award.''' [[Media:DDRA_AIM2009.pdf | (pdf)]]

<english>= Team =</english><french>=Équipe=</french>
* Philippe Fauteux
* Benoit Heintz
* Marc-Antoine Legault
* Matthieu Tanguay
* Michel Lauria
* Dominic Létourneau
* François Michaud

DDRA

2010-01-20T20:27:12Z

Benoît Heintz: /* Description */

<big><french>ADDR - Actionneur à double différentiel rhéologique (en instance de brevet) </french><english>DDRA - Double Differential Rheological Actuator (patent pending)</english></big>

= Description =
<english>Robotic systems are increasingly moving out of factories, stepping into a dynamic world full of unknowns, where they must interact in a safe and versatile manner. Traditional actuation schemes, which rely on position control and stiff actuators, often fail in this new context. There have been many attempts to modify them by adding a full suite of force and position sensors and by using new control algorithms but, in most cases, the naturally high output inertia and the internal transmission nonlinearities such as friction and backlash remain quite burdensome.

The proposed actuation scheme addresses many of those limitations. The DDRA uses a differentials mechanism and two magnetorheological brakes coupled to, for example, an electromagnetic motor. This configuration enables the DDRA to act as a high bandwidth, very low inertia, very low friction and without backlash torque source that can be controlled to track any desired interaction dynamics. The advantages include safety and robustness due to extreme backdrivability and a lot of versatility in interactions. In a more traditional context, the actuator’s low inertia, eliminated backlash and reduced nonlinearities allow for greater accelerations and a more precise positioning, thus improving productivity and quality.</english>

<french>Les systèmes robotiques sont appelés à sortir des environnements contrôlés et à faire face à un monde dynamique et plein d'inconnus où ils doivent interagir de façon sécuritaire et polyvalente. Les technologies d'actionneur classiques, rigides et contrôlées en position, faillissent souvent à la tâche dans ce nouveau contexte. Malgré une gamme de capteurs élargie et des algorithmes de contrôle avancés, l'inertie naturelle ainsi que les non-linéarités de la transmission, comme la friction et le jeu, demeurent néfastes.

Le concept d'actionneur proposé élimine plusieurs de ces limitations. L'ADDR utilise un mécanisme différentiel et deux freins magnétorhéologiques couplés, par exemple, à un moteur électromagnétique. Cette configuration permet à l'ADDR d'agir comme une source de couple à haute bande passante, de très faible inertie, de très faible friction et avec un jeu nul qui peut être asservie pour reproduire une dynamique d'interaction choisie. Les avantages incluent une sécurité et une robustesse accrues ainsi qu'une très grande polyvalence dans les interactions. Également, dans un contexte plus traditionnel d'automatisation et de robotique industrielle, l'ADDR permet de fortes accélérations et un positionnement très précis permettant un gain de productivité et de qualité des opérations.</french>

<center>
[[Image:DDRA evolution.jpg|880px|center|DDRA from proof-of-concept (Prototype 0) to first compact integration (Prototype 1)]]
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<english>= Videos =</english><french>= Vidéos =</french>
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<english> Download [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] for these videos.</english><french> Téléchargez [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] pour visionner ces vidéos.</french>
<french>
* Contrôle d'interaction (Décembre 2009): [[Media:Ressort.mp4 | Simulation d'un ressort]] / [[Media:Mur.mp4 | Simulation d'un mur]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.m4v | Prototype 1 (Juin 2009) (utiliser le lecteur QuickTime)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Preuve de concept Prototype 0 (Décembre 2008)]]
</french>
<english>
* Interaction control (Decembre 2009): [[Media:Ressort.mp4 | Simulation of a spring]] / [[Media:Mur.mp4 | Simulation of a wall]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.m4v| Prototype 1 (June 2009)(use QuickTime player)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Proof-of-concept Prototype 0 (December 2008)]]
</english>

<english>= Status =</english><french>=État d'avancement=</french>
<english>Prototype 1</english>
<french>Prototype 1</french>
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|-
| colspan=2 style="border-bottom:3px solid grey;" valign="center" | [[Image:DR2 prototype compact 1.jpg | 150px | center|DDRA]]
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|-
| <english>Power Rate</english><french>Power Rate</french>
|1025 kW/s
|-
| <english>Torque bandwidth</english><french>Bande passante de couple</french>
|<english>>40 Hz (limit of test)</english><french>>40 Hz (limite du test)</french>
|-
|<english>Maximum speed</english><french>Vitesse maximale</french>
|160 RPM
|-
|<english>Reduction ratio</english><french>Ratio de réduction</french>
|33:1
|-
|<english>Dimensions ratio</english><french>Dimensions</french>
|90 dia X 137 mm
|-
| <english>Weight</english><french>Poids</french>
|2.4 kg
|}

<english>'''Force control:'''</english><french>'''Contrôle en force:'''</french>
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|[[File:Bode_plot_0-40_Hz_DDRA.jpg|290px|center|Torque control bode plot]]
|[[File:Consigne_couple_compose.jpg|290px|center|Torque command following]]
|[[File:Step_7Nm.jpg|290px|center|Torque step]]
|}
</center>

<english>'''Position control:'''</english><french>'''Contrôle en position:'''</french>
[[Image:Position_following_27deg_8Nm_PIDc.jpg|290px|Position command following (0.084 kg.m.m load, 8 Nm nominal, PIDc)]]


<english>'''Interaction control:'''</english><french>'''Contrôle d'interaction:'''</french>
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= Publications =

Fauteux, P., Lauria, M., Legault, M.-A., Heintz, B., Michaud, F. (2009), “Dual differential rheological actuator for robot interaction tasks,” IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. '''Recipient of Best Student Paper Award.''' [[Media:DDRA_AIM2009.pdf | (pdf)]]

<english>= Team =</english><french>=Équipe=</french>
* Philippe Fauteux
* Benoit Heintz
* Marc-Antoine Legault
* Matthieu Tanguay
* Michel Lauria
* Dominic Létourneau
* François Michaud

DDRA

2010-01-07T22:11:15Z

Benoît Heintz:

<big><french>ADDR - Actionneur à double différentiel rhéologique (en instance de brevet) </french><english>DDRA - Double Differential Rheological Actuator (patent pending)</english></big>

= Description =
<english>Robotic systems are increasingly moving out of factories, stepping into a dynamic world full of unknowns, where they must interact in a safe and versatile manner. Traditional actuation schemes, which rely on position control and stiff actuators, often fail in this new context. There have been many attempts to modify them by adding a full suite of force and position sensors and by using new control algorithms but, in most cases, the naturally high output inertia and the internal transmission nonlinearities such as friction and backlash remain quite burdensome.

The proposed actuation scheme addresses many of those limitations. The DDRA uses a differentials mechanism and two magnetorheological brakes coupled to, for example, an electromagnetic motor. This configuration enables the DDRA to act as a high bandwidth, very low inertia, very low friction and without backlash torque source that can be controlled to track any desired interaction dynamics. The advantages include safety and robustness due to extreme backdrivability and a lot of versatility in interactions. In a more traditional context, the actuator’s low inertia, eliminated backlash and reduced nonlinearities allow for greater accelerations and a more precise positioning, thus improving productivity and quality.</english>

<french>Les systèmes robotiques sont appelés à sortir des environnements contrôlés et à faire face à un monde dynamique et plein d'inconnus où ils doivent interagir de façon sécuritaire et polyvalente. Les technologies d'actionneur classiques, rigides et contrôlées en position, faillissent souvent à la tâche dans ce nouveau contexte. Malgré une gamme de capteurs élargie et des algorithmes de contrôle avancés, l'inertie naturelle ainsi que les non-linéarités de la transmission, comme la friction et le jeu, demeurent néfastes.

Le concept d'actionneur proposé élimine plusieurs de ces limitations. L'ADDR utilise un mécanisme différentiel et deux freins magnétorhéologiques couplés, par exemple, à un moteur électromagnétique. Cette configuration permet à l'ADDR d'agir comme une source de couple à haute bande passante, de très faible inertie, de très faible friction et avec un jeu nul qui peut être asservie pour reproduire une dynamique d'interaction choisie. Les avantages incluent une sécurité et une robustesse accrues ainsi qu'une très grande polyvalence dans les interactions. Également, dans un contexte plus traditionnel d'automatisation et de robotique industrielle, l'ADDR permet de fortes accélérations et un positionnement très précis permettant un gain de productivité et de qualité des opérations.</french>

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[[Image:DDRA evolution.jpg|880px|center|DDRA from proof-of-concept (Prototype 0) to first compact integration (Prototype 1)]]
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<english>= Videos =</english><french>= Vidéos =</french>
<english> Download [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] for these videos.</english><french> Téléchargez [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] pour visionner ces vidéos.</french>
<french>
* Contrôle d'interaction (Décembre 2009): [[Media:Ressort.mp4 | Simulation d'un ressort]] / [[Media:Mur.mp4 | Simulation d'un mur]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_francais_HD.mp4 | Prototype 1 (Juin 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Preuve de concept Prototype 0 (Décembre 2008)]]
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* Interaction control (Decembre 2009): [[Media:Ressort.mp4 | Simulation of a spring]] / [[Media:Mur.mp4 | Simulation of a wall]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.mp4 | Prototype 1 (June 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Proof-of-concept Prototype 0 (December 2008)]]
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= Publications =

Fauteux, P., Lauria, M., Legault, M.-A., Heintz, B., Michaud, F. (2009), “Dual differential rheological actuator for robot interaction tasks,” IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. '''Recipient of Best Student Paper Award.''' [[Media:DDRA_AIM2009.pdf | (pdf)]]

<english>= Team =</english><french>=Équipe=</french>
* Philippe Fauteux
* Benoit Heintz
* Marc-Antoine Legault
* Matthieu Tanguay
* Michel Lauria
* Dominic Létourneau
* François Michaud

DDRA

2010-01-07T22:07:51Z

Benoît Heintz:

<big><french>ADDR - Actionneur à double différentiel rhéologique (en instance de brevet) </french><english>DDRA - Double Differential Rheological Actuator (patent pending)</english></big>

= Description =
<english>Robotic systems are increasingly moving out of factories, stepping into a dynamic world full of unknowns, where they must interact in a safe and versatile manner. Traditional actuation schemes, which rely on position control and stiff actuators, often fail in this new context. There have been many attempts to modify them by adding a full suite of force and position sensors and by using new control algorithms but, in most cases, the naturally high output inertia and the internal transmission nonlinearities such as friction and backlash remain quite burdensome.

The proposed actuation scheme addresses many of those limitations. The DDRA uses a differentials mechanism and two magnetorheological brakes coupled to, for example, an electromagnetic motor. This configuration enables the DDRA to act as a high bandwidth, very low inertia, very low friction and without backlash torque source that can be controlled to track any desired interaction dynamics. The advantages include safety and robustness due to extreme backdrivability and a lot of versatility in interactions. In a more traditional context, the actuator’s low inertia, eliminated backlash and reduced nonlinearities allow for greater accelerations and a more precise positioning, thus improving productivity and quality.</english>

<french>Les systèmes robotiques sont appelés à sortir des environnements contrôlés et à faire face à un monde dynamique et plein d'inconnus où ils doivent interagir de façon sécuritaire et polyvalente. Les technologies d'actionneur classiques, rigides et contrôlées en position, faillissent souvent à la tâche dans ce nouveau contexte. Malgré une gamme de capteurs élargie et des algorithmes de contrôle avancés, l'inertie naturelle ainsi que les non-linéarités de la transmission, comme la friction et le jeu, demeurent néfastes.

Le concept d'actionneur proposé élimine plusieurs de ces limitations. L'ADDR utilise un mécanisme différentiel et deux freins magnétorhéologiques couplés, par exemple, à un moteur électromagnétique. Cette configuration permet à l'ADDR d'agir comme une source de couple à haute bande passante, de très faible inertie, de très faible friction et avec un jeu nul qui peut être asservie pour reproduire une dynamique d'interaction choisie. Les avantages incluent une sécurité et une robustesse accrues ainsi qu'une très grande polyvalence dans les interactions. Également, dans un contexte plus traditionnel d'automatisation et de robotique industrielle, l'ADDR permet de fortes accélérations et un positionnement très précis permettant un gain de productivité et de qualité des opérations.</french>

<center>
[[Image:DDRA evolution.jpg|880px|center|DDRA from proof-of-concept (Prototype 0) to first compact integration (Prototype 1)]]
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<english>= Videos =</english><french>= Vidéos =</french>
<english> Download [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] for these videos.</english><french> Téléchargez [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] pour visionner ces vidéos.</french>
<french>
* Contrôle d'interaction (Décembre 2009): [[Media:Ressort.mp4 | Simulation d'un ressort]] / [[Media:Mur.mp4 | Simulation d'un mur]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_francais_HD.mp4 | Prototype 1 (Juin 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Preuve de concept Prototype 0 (Décembre 2008)]]
</french>
<english>
* Interaction control (Decembre 2009): [[Media:Ressort.mp4 | Simulation of a spring]] / [[Media:Mur.mp4 | Simulation of a wall]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.mp4 | Prototype 1 (June 2009)]]
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= Publications =

Fauteux, P., Lauria, M., Legault, M.-A., Heintz, B., Michaud, F. (2009), “Dual differential rheological actuator for robot interaction tasks,” IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. '''Recipient of Best Student Paper Award.''' [[Media:DDRA_AIM2009.pdf | (pdf)]]

<english>= Team =</english><french>=Équipe=</french>
* Philippe Fauteux
* Benoit Heintz
* Marc-Antoine Legault
* Matthieu Tanguay
* Michel Lauria
* Dominic Létourneau
* François Michaud

File:Ressort.mp4

2010-01-07T22:06:58Z

Benoît Heintz: uploaded a new version of "File:Ressort.mp4"

File:Mur.mp4

2010-01-07T21:54:50Z

Benoît Heintz:

File:Ressort.mp4

2010-01-07T21:54:08Z

Benoît Heintz:

File:Ressort.mov

2010-01-07T21:49:38Z

Benoît Heintz:

DDRA

2010-01-05T19:51:00Z

Benoît Heintz:

<big><french>ADDR - Actionneur à double différentiel rhéologique (en instance de brevet) </french><english>DDRA - Double Differential Rheological Actuator (patent pending)</english></big>

= Description =
<english>Robotic systems are increasingly moving out of factories, stepping into a dynamic world full of unknowns, where they must interact in a safe and versatile manner. Traditional actuation schemes, which rely on position control and stiff actuators, often fail in this new context. There have been many attempts to modify them by adding a full suite of force and position sensors and by using new control algorithms but, in most cases, the naturally high output inertia and the internal transmission nonlinearities such as friction and backlash remain quite burdensome.

The proposed actuation scheme addresses many of those limitations. The DDRA uses a differentials mechanism and two magnetorheological brakes coupled to, for example, an electromagnetic motor. This configuration enables the DDRA to act as a high bandwidth, very low inertia, very low friction and without backlash torque source that can be controlled to track any desired interaction dynamics. The advantages include safety and robustness due to extreme backdrivability and a lot of versatility in interactions. In a more traditional context, the actuator’s low inertia, eliminated backlash and reduced nonlinearities allow for greater accelerations and a more precise positioning, thus improving productivity and quality.</english>

<french>Les systèmes robotiques sont appelés à sortir des environnements contrôlés et à faire face à un monde dynamique et plein d'inconnus où ils doivent interagir de façon sécuritaire et polyvalente. Les technologies d'actionneur classiques, rigides et contrôlées en position, faillissent souvent à la tâche dans ce nouveau contexte. Malgré une gamme de capteurs élargie et des algorithmes de contrôle avancés, l'inertie naturelle ainsi que les non-linéarités de la transmission, comme la friction et le jeu, demeurent néfastes.

Le concept d'actionneur proposé élimine plusieurs de ces limitations. L'ADDR utilise un mécanisme différentiel et deux freins magnétorhéologiques couplés, par exemple, à un moteur électromagnétique. Cette configuration permet à l'ADDR d'agir comme une source de couple à haute bande passante, de très faible inertie, de très faible friction et avec un jeu nul qui peut être asservie pour reproduire une dynamique d'interaction choisie. Les avantages incluent une sécurité et une robustesse accrues ainsi qu'une très grande polyvalence dans les interactions. Également, dans un contexte plus traditionnel d'automatisation et de robotique industrielle, l'ADDR permet de fortes accélérations et un positionnement très précis permettant un gain de productivité et de qualité des opérations.</french>

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[[Image:DDRA evolution.jpg|880px|center|DDRA from proof-of-concept (Prototype 0) to first compact integration (Prototype 1)]]
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<english>= Videos =</english><french>= Vidéos =</french>
<english> Download [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] for these videos.</english><french> Téléchargez [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] pour visionner ces vidéos.</french>
<french>
* Contrôle d'interaction (Décembre 2009): [[Media:DDRA_Ressort.mov | Simulation d'un ressort]] / [[Media:DDRA_Mur.mov | Simulation d'un mur]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_francais_HD.mp4 | Prototype 1 (Juin 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Preuve de concept Prototype 0 (Décembre 2008)]]
</french>
<english>
* Interaction control (Decembre 2009): [[Media:DDRA_Ressort.mov | Simulation of a spring]] / [[Media:DDRA_Mur.mov | Simulation of a wall]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.mp4 | Prototype 1 (June 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Proof-of-concept Prototype 0 (December 2008)]]
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<english>= Status =</english><french>=État d'avancement=</french>
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= Publications =

Fauteux, P., Lauria, M., Legault, M.-A., Heintz, B., Michaud, F. (2009), “Dual differential rheological actuator for robot interaction tasks,” IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. '''Recipient of Best Student Paper Award.''' [[Media:DDRA_AIM2009.pdf | (pdf)]]

<english>= Team =</english><french>=Équipe=</french>
* Philippe Fauteux
* Benoit Heintz
* Marc-Antoine Legault
* Matthieu Tanguay
* Michel Lauria
* Dominic Létourneau
* François Michaud

DDRA

2010-01-05T19:49:55Z

Benoît Heintz:

<big><french>ADDR - Actionneur à double différentiel rhéologique (en instance de brevet) </french><english>DDRA - Double Differential Rheological Actuator (patent pending)</english></big>

= Description =
<english>Robotic systems are increasingly moving out of factories, stepping into a dynamic world full of unknowns, where they must interact in a safe and versatile manner. Traditional actuation schemes, which rely on position control and stiff actuators, often fail in this new context. There have been many attempts to modify them by adding a full suite of force and position sensors and by using new control algorithms but, in most cases, the naturally high output inertia and the internal transmission nonlinearities such as friction and backlash remain quite burdensome.

The proposed actuation scheme addresses many of those limitations. The DDRA uses a differentials mechanism and two magnetorheological brakes coupled to, for example, an electromagnetic motor. This configuration enables the DDRA to act as a high bandwidth, very low inertia, very low friction and without backlash torque source that can be controlled to track any desired interaction dynamics. The advantages include safety and robustness due to extreme backdrivability and a lot of versatility in interactions. In a more traditional context, the actuator’s low inertia, eliminated backlash and reduced nonlinearities allow for greater accelerations and a more precise positioning, thus improving productivity and quality.</english>

<french>Les systèmes robotiques sont appelés à sortir des environnements contrôlés et à faire face à un monde dynamique et plein d'inconnus où ils doivent interagir de façon sécuritaire et polyvalente. Les technologies d'actionneur classiques, rigides et contrôlées en position, faillissent souvent à la tâche dans ce nouveau contexte. Malgré une gamme de capteurs élargie et des algorithmes de contrôle avancés, l'inertie naturelle ainsi que les non-linéarités de la transmission, comme la friction et le jeu, demeurent néfastes.

Le concept d'actionneur proposé élimine plusieurs de ces limitations. L'ADDR utilise un mécanisme différentiel et deux freins magnétorhéologiques couplés, par exemple, à un moteur électromagnétique. Cette configuration permet à l'ADDR d'agir comme une source de couple à haute bande passante, de très faible inertie, de très faible friction et avec un jeu nul qui peut être asservie pour reproduire une dynamique d'interaction choisie. Les avantages incluent une sécurité et une robustesse accrues ainsi qu'une très grande polyvalence dans les interactions. Également, dans un contexte plus traditionnel d'automatisation et de robotique industrielle, l'ADDR permet de fortes accélérations et un positionnement très précis permettant un gain de productivité et de qualité des opérations.</french>

<center>
[[Image:DDRA evolution.jpg|880px|center|DDRA from proof-of-concept (Prototype 0) to first compact integration (Prototype 1)]]
</center>

<english>= Videos =</english><french>= Vidéos =</french>
<english> Download [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] for these videos.</english>
<french> Téléchargez [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] pour visionner ces vidéos.</french>
<french>
* Contrôle d'interaction (Décembre 2009): [[Media:DDRA_Ressort.mov | Simulation d'un ressort]] / [[Media:DDRA_Mur.mov | Simulation d'un mur]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_francais_HD.mp4 | Prototype 1 (Juin 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Preuve de concept Prototype 0 (Décembre 2008)]]
</french>
<english>
* Interaction control (Decembre 2009): [[Media:DDRA_Ressort.mov | Simulation of a spring]] / [[Media:DDRA_Mur.mov | Simulation of a wall]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.mp4 | Prototype 1 (June 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Proof-of-concept Prototype 0 (December 2008)]]
</english>

<english>= Status =</english><french>=État d'avancement=</french>
<english>Prototype 1</english>
<french>Prototype 1</french>
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|-
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|-
|<english>Reduction ratio</english><french>Ratio de réduction</french>
|33:1
|-
|<english>Dimensions ratio</english><french>Dimensions</french>
|90 dia X 137 mm
|-
| <english>Weight</english><french>Poids</french>
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<english>'''Force control:'''</english><french>'''Contrôle en force:'''</french>
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<english>'''Position control:'''</english><french>'''Contrôle en position:'''</french>
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<english>'''Interaction control:'''</english><french>'''Contrôle d'interaction:'''</french>
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Fauteux, P., Lauria, M., Legault, M.-A., Heintz, B., Michaud, F. (2009), “Dual differential rheological actuator for robot interaction tasks,” IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. '''Recipient of Best Student Paper Award.''' [[Media:DDRA_AIM2009.pdf | (pdf)]]

<english>= Team =</english><french>=Équipe=</french>
* Philippe Fauteux
* Benoit Heintz
* Marc-Antoine Legault
* Matthieu Tanguay
* Michel Lauria
* Dominic Létourneau
* François Michaud

DDRA

2010-01-05T19:47:14Z

Benoît Heintz:

<big><french>ADDR - Actionneur à double différentiel rhéologique (en instance de brevet) </french><english>DDRA - Double Differential Rheological Actuator (patent pending)</english></big>

= Description =
<english>Robotic systems are increasingly moving out of factories, stepping into a dynamic world full of unknowns, where they must interact in a safe and versatile manner. Traditional actuation schemes, which rely on position control and stiff actuators, often fail in this new context. There have been many attempts to modify them by adding a full suite of force and position sensors and by using new control algorithms but, in most cases, the naturally high output inertia and the internal transmission nonlinearities such as friction and backlash remain quite burdensome.

The proposed actuation scheme addresses many of those limitations. The DDRA uses a differentials mechanism and two magnetorheological brakes coupled to, for example, an electromagnetic motor. This configuration enables the DDRA to act as a high bandwidth, very low inertia, very low friction and without backlash torque source that can be controlled to track any desired interaction dynamics. The advantages include safety and robustness due to extreme backdrivability and a lot of versatility in interactions. In a more traditional context, the actuator’s low inertia, eliminated backlash and reduced nonlinearities allow for greater accelerations and a more precise positioning, thus improving productivity and quality.</english>

<french>Les systèmes robotiques sont appelés à sortir des environnements contrôlés et à faire face à un monde dynamique et plein d'inconnus où ils doivent interagir de façon sécuritaire et polyvalente. Les technologies d'actionneur classiques, rigides et contrôlées en position, faillissent souvent à la tâche dans ce nouveau contexte. Malgré une gamme de capteurs élargie et des algorithmes de contrôle avancés, l'inertie naturelle ainsi que les non-linéarités de la transmission, comme la friction et le jeu, demeurent néfastes.

Le concept d'actionneur proposé élimine plusieurs de ces limitations. L'ADDR utilise un mécanisme différentiel et deux freins magnétorhéologiques couplés, par exemple, à un moteur électromagnétique. Cette configuration permet à l'ADDR d'agir comme une source de couple à haute bande passante, de très faible inertie, de très faible friction et avec un jeu nul qui peut être asservie pour reproduire une dynamique d'interaction choisie. Les avantages incluent une sécurité et une robustesse accrues ainsi qu'une très grande polyvalence dans les interactions. Également, dans un contexte plus traditionnel d'automatisation et de robotique industrielle, l'ADDR permet de fortes accélérations et un positionnement très précis permettant un gain de productivité et de qualité des opérations.</french>

<center>
[[Image:DDRA evolution.jpg|880px|center|DDRA from proof-of-concept (Prototype 0) to first compact integration (Prototype 1)]]
</center>

<english>= Videos =</english><french>= Vidéos =</french>
<english>Download [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] for these videos.</english><french> Téléchargez [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] pour visionner ces vidéos.</french>
<french>
* Contrôle d'interaction (Décembre 2009): [[Media:DDRA_Ressort.mov | Simulation d'un ressort]] / [[Media:DDRA_Mur.mov | Simulation d'un mur]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_francais_HD.mp4 | Prototype 1 (Juin 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Preuve de concept Prototype 0 (Décembre 2008)]]
</french>
<english>
* Interaction control (Decembre 2009): [[Media:DDRA_Ressort.mov | Simulation of a spring]] / [[Media:DDRA_Mur.mov | Simulation of a wall]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.mp4 | Prototype 1 (June 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Proof-of-concept Prototype 0 (December 2008)]]
</english>

<english>= Status =</english><french>=État d'avancement=</french>
<english>Prototype 1</english>
<french>Prototype 1</french>
{|style="width:33%;" height:100px; salign=center;
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<english>'''Interaction control:'''</english><french>'''Contrôle d'interaction:'''</french>
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= Publications =

Fauteux, P., Lauria, M., Legault, M.-A., Heintz, B., Michaud, F. (2009), “Dual differential rheological actuator for robot interaction tasks,” IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. '''Recipient of Best Student Paper Award.''' [[Media:DDRA_AIM2009.pdf | (pdf)]]

<english>= Team =</english><french>=Équipe=</french>
* Philippe Fauteux
* Benoit Heintz
* Marc-Antoine Legault
* Matthieu Tanguay
* Michel Lauria
* Dominic Létourneau
* François Michaud

DDRA

2010-01-05T19:43:45Z

Benoît Heintz:

<big><french>ADDR - Actionneur à double différentiel rhéologique (en instance de brevet) </french><english>DDRA - Double Differential Rheological Actuator (patent pending)</english></big>

= Description =
<english>Robotic systems are increasingly moving out of factories, stepping into a dynamic world full of unknowns, where they must interact in a safe and versatile manner. Traditional actuation schemes, which rely on position control and stiff actuators, often fail in this new context. There have been many attempts to modify them by adding a full suite of force and position sensors and by using new control algorithms but, in most cases, the naturally high output inertia and the internal transmission nonlinearities such as friction and backlash remain quite burdensome.

The proposed actuation scheme addresses many of those limitations. The DDRA uses a differentials mechanism and two magnetorheological brakes coupled to, for example, an electromagnetic motor. This configuration enables the DDRA to act as a high bandwidth, very low inertia, very low friction and without backlash torque source that can be controlled to track any desired interaction dynamics. The advantages include safety and robustness due to extreme backdrivability and a lot of versatility in interactions. In a more traditional context, the actuator’s low inertia, eliminated backlash and reduced nonlinearities allow for greater accelerations and a more precise positioning, thus improving productivity and quality.</english>

<french>Les systèmes robotiques sont appelés à sortir des environnements contrôlés et à faire face à un monde dynamique et plein d'inconnus où ils doivent interagir de façon sécuritaire et polyvalente. Les technologies d'actionneur classiques, rigides et contrôlées en position, faillissent souvent à la tâche dans ce nouveau contexte. Malgré une gamme de capteurs élargie et des algorithmes de contrôle avancés, l'inertie naturelle ainsi que les non-linéarités de la transmission, comme la friction et le jeu, demeurent néfastes.

Le concept d'actionneur proposé élimine plusieurs de ces limitations. L'ADDR utilise un mécanisme différentiel et deux freins magnétorhéologiques couplés, par exemple, à un moteur électromagnétique. Cette configuration permet à l'ADDR d'agir comme une source de couple à haute bande passante, de très faible inertie, de très faible friction et avec un jeu nul qui peut être asservie pour reproduire une dynamique d'interaction choisie. Les avantages incluent une sécurité et une robustesse accrues ainsi qu'une très grande polyvalence dans les interactions. Également, dans un contexte plus traditionnel d'automatisation et de robotique industrielle, l'ADDR permet de fortes accélérations et un positionnement très précis permettant un gain de productivité et de qualité des opérations.</french>

<center>
[[Image:DDRA evolution.jpg|880px|center|DDRA from proof-of-concept (Prototype 0) to first compact integration (Prototype 1)]]
</center>

<english>= Videos =</english><french>= Vidéos =</french>
<english>Download [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] for these videos.</english><french> Téléchargez [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] pour visionner ces vidéos.</french>
<french>
* Contrôle d'interaction (Décembre 2009): [[Media:DDRA_Ressort.mov | Ressort]] / [[Media:DDRA_Mur.mov | Mur]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_francais_HD.mp4 | Prototype 1 (Juin 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Preuve de concept Prototype 0 (Décembre 2008)]]
</french>
<english>
* Interaction control (Decembre 2009): [[Media:DDRA_Ressort.mov | Spring]] / [[Media:DDRA_Mur.mov | Wall]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.mp4 | Prototype 1 (June 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Proof-of-concept Prototype 0 (December 2008)]]
</english>

<english>= Status =</english><french>=État d'avancement=</french>
<english>Prototype 1</english>
<french>Prototype 1</french>
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= Publications =

Fauteux, P., Lauria, M., Legault, M.-A., Heintz, B., Michaud, F. (2009), “Dual differential rheological actuator for robot interaction tasks,” IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. '''Recipient of Best Student Paper Award.''' [[Media:DDRA_AIM2009.pdf | (pdf)]]

<english>= Team =</english><french>=Équipe=</french>
* Philippe Fauteux
* Benoit Heintz
* Marc-Antoine Legault
* Matthieu Tanguay
* Michel Lauria
* Dominic Létourneau
* François Michaud

File:DDRA Mur.mov

2010-01-05T19:39:41Z

Benoît Heintz:

File:DDRA Ressort.avi

2010-01-05T19:38:12Z

Benoît Heintz:

DDRA

2010-01-05T19:37:53Z

Benoît Heintz:

<big><french>ADDR - Actionneur à double différentiel rhéologique (en instance de brevet) </french><english>DDRA - Double Differential Rheological Actuator (patent pending)</english></big>

= Description =
<english>Robotic systems are increasingly moving out of factories, stepping into a dynamic world full of unknowns, where they must interact in a safe and versatile manner. Traditional actuation schemes, which rely on position control and stiff actuators, often fail in this new context. There have been many attempts to modify them by adding a full suite of force and position sensors and by using new control algorithms but, in most cases, the naturally high output inertia and the internal transmission nonlinearities such as friction and backlash remain quite burdensome.

The proposed actuation scheme addresses many of those limitations. The DDRA uses a differentials mechanism and two magnetorheological brakes coupled to, for example, an electromagnetic motor. This configuration enables the DDRA to act as a high bandwidth, very low inertia, very low friction and without backlash torque source that can be controlled to track any desired interaction dynamics. The advantages include safety and robustness due to extreme backdrivability and a lot of versatility in interactions. In a more traditional context, the actuator’s low inertia, eliminated backlash and reduced nonlinearities allow for greater accelerations and a more precise positioning, thus improving productivity and quality.</english>

<french>Les systèmes robotiques sont appelés à sortir des environnements contrôlés et à faire face à un monde dynamique et plein d'inconnus où ils doivent interagir de façon sécuritaire et polyvalente. Les technologies d'actionneur classiques, rigides et contrôlées en position, faillissent souvent à la tâche dans ce nouveau contexte. Malgré une gamme de capteurs élargie et des algorithmes de contrôle avancés, l'inertie naturelle ainsi que les non-linéarités de la transmission, comme la friction et le jeu, demeurent néfastes.

Le concept d'actionneur proposé élimine plusieurs de ces limitations. L'ADDR utilise un mécanisme différentiel et deux freins magnétorhéologiques couplés, par exemple, à un moteur électromagnétique. Cette configuration permet à l'ADDR d'agir comme une source de couple à haute bande passante, de très faible inertie, de très faible friction et avec un jeu nul qui peut être asservie pour reproduire une dynamique d'interaction choisie. Les avantages incluent une sécurité et une robustesse accrues ainsi qu'une très grande polyvalence dans les interactions. Également, dans un contexte plus traditionnel d'automatisation et de robotique industrielle, l'ADDR permet de fortes accélérations et un positionnement très précis permettant un gain de productivité et de qualité des opérations.</french>

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[[Image:DDRA evolution.jpg|880px|center|DDRA from proof-of-concept (Prototype 0) to first compact integration (Prototype 1)]]
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<english>Download [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] for these videos.</english><french> Téléchargez [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] pour visionner ces vidéos.</french>
<french>
* [[#ancre_interaction|Contrôle d'interaction (Décembre 2009)]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_francais_HD.mp4 | Prototype 1 (Juin 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Preuve de concept Prototype 0 (Décembre 2008)]]
</french>
<english>
* [[#ancre_interaction|Interaction control (December 2008)]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.mp4 | Prototype 1 (June 2009)]]
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<english>= Status =</english><french>=État d'avancement=</french>
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<english>'''Position control:'''</english><french>'''Contrôle en position:'''</french>
[[Image:Position_following_27deg_8Nm_PIDc.jpg|290px|Position command following (0.084 kg.m.m load, 8 Nm nominal, PIDc)]]


<english>'''Interaction control:'''</english><french>'''Contrôle d'interaction:'''</french>
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= Publications =

Fauteux, P., Lauria, M., Legault, M.-A., Heintz, B., Michaud, F. (2009), “Dual differential rheological actuator for robot interaction tasks,” IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. '''Recipient of Best Student Paper Award.''' [[Media:DDRA_AIM2009.pdf | (pdf)]]

<english>= Team =</english><french>=Équipe=</french>
* Philippe Fauteux
* Benoit Heintz
* Marc-Antoine Legault
* Matthieu Tanguay
* Michel Lauria
* Dominic Létourneau
* François Michaud

File:DDRA Ressort.mov

2010-01-05T19:36:56Z

Benoît Heintz:

File:DDRA Ressort.mpg

2010-01-05T19:35:50Z

Benoît Heintz:

DDRA

2010-01-05T19:34:30Z

Benoît Heintz:

<big><french>ADDR - Actionneur à double différentiel rhéologique (en instance de brevet) </french><english>DDRA - Double Differential Rheological Actuator (patent pending)</english></big>

= Description =
<english>Robotic systems are increasingly moving out of factories, stepping into a dynamic world full of unknowns, where they must interact in a safe and versatile manner. Traditional actuation schemes, which rely on position control and stiff actuators, often fail in this new context. There have been many attempts to modify them by adding a full suite of force and position sensors and by using new control algorithms but, in most cases, the naturally high output inertia and the internal transmission nonlinearities such as friction and backlash remain quite burdensome.

The proposed actuation scheme addresses many of those limitations. The DDRA uses a differentials mechanism and two magnetorheological brakes coupled to, for example, an electromagnetic motor. This configuration enables the DDRA to act as a high bandwidth, very low inertia, very low friction and without backlash torque source that can be controlled to track any desired interaction dynamics. The advantages include safety and robustness due to extreme backdrivability and a lot of versatility in interactions. In a more traditional context, the actuator’s low inertia, eliminated backlash and reduced nonlinearities allow for greater accelerations and a more precise positioning, thus improving productivity and quality.</english>

<french>Les systèmes robotiques sont appelés à sortir des environnements contrôlés et à faire face à un monde dynamique et plein d'inconnus où ils doivent interagir de façon sécuritaire et polyvalente. Les technologies d'actionneur classiques, rigides et contrôlées en position, faillissent souvent à la tâche dans ce nouveau contexte. Malgré une gamme de capteurs élargie et des algorithmes de contrôle avancés, l'inertie naturelle ainsi que les non-linéarités de la transmission, comme la friction et le jeu, demeurent néfastes.

Le concept d'actionneur proposé élimine plusieurs de ces limitations. L'ADDR utilise un mécanisme différentiel et deux freins magnétorhéologiques couplés, par exemple, à un moteur électromagnétique. Cette configuration permet à l'ADDR d'agir comme une source de couple à haute bande passante, de très faible inertie, de très faible friction et avec un jeu nul qui peut être asservie pour reproduire une dynamique d'interaction choisie. Les avantages incluent une sécurité et une robustesse accrues ainsi qu'une très grande polyvalence dans les interactions. Également, dans un contexte plus traditionnel d'automatisation et de robotique industrielle, l'ADDR permet de fortes accélérations et un positionnement très précis permettant un gain de productivité et de qualité des opérations.</french>

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[[Image:DDRA evolution.jpg|880px|center|DDRA from proof-of-concept (Prototype 0) to first compact integration (Prototype 1)]]
</center>

[[Media:DDRA_Ressort.mpg]]

<english>= Videos =</english><french>= Vidéos =</french>
<english>Download [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] for these videos.</english><french> Téléchargez [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] pour visionner ces vidéos.</french>
<french>
* [[#ancre_interaction|Contrôle d'interaction (Décembre 2009)]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_francais_HD.mp4 | Prototype 1 (Juin 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Preuve de concept Prototype 0 (Décembre 2008)]]
</french>
<english>
* [[#ancre_interaction|Interaction control (December 2008)]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.mp4 | Prototype 1 (June 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Proof-of-concept Prototype 0 (December 2008)]]
</english>

<english>= Status =</english><french>=État d'avancement=</french>
<english>Prototype 1</english>
<french>Prototype 1</french>
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Fauteux, P., Lauria, M., Legault, M.-A., Heintz, B., Michaud, F. (2009), “Dual differential rheological actuator for robot interaction tasks,” IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. '''Recipient of Best Student Paper Award.''' [[Media:DDRA_AIM2009.pdf | (pdf)]]

<english>= Team =</english><french>=Équipe=</french>
* Philippe Fauteux
* Benoit Heintz
* Marc-Antoine Legault
* Matthieu Tanguay
* Michel Lauria
* Dominic Létourneau
* François Michaud

DDRA

2010-01-05T19:31:19Z

Benoît Heintz:

<big><french>ADDR - Actionneur à double différentiel rhéologique (en instance de brevet) </french><english>DDRA - Double Differential Rheological Actuator (patent pending)</english></big>

= Description =
<english>Robotic systems are increasingly moving out of factories, stepping into a dynamic world full of unknowns, where they must interact in a safe and versatile manner. Traditional actuation schemes, which rely on position control and stiff actuators, often fail in this new context. There have been many attempts to modify them by adding a full suite of force and position sensors and by using new control algorithms but, in most cases, the naturally high output inertia and the internal transmission nonlinearities such as friction and backlash remain quite burdensome.

The proposed actuation scheme addresses many of those limitations. The DDRA uses a differentials mechanism and two magnetorheological brakes coupled to, for example, an electromagnetic motor. This configuration enables the DDRA to act as a high bandwidth, very low inertia, very low friction and without backlash torque source that can be controlled to track any desired interaction dynamics. The advantages include safety and robustness due to extreme backdrivability and a lot of versatility in interactions. In a more traditional context, the actuator’s low inertia, eliminated backlash and reduced nonlinearities allow for greater accelerations and a more precise positioning, thus improving productivity and quality.</english>

<french>Les systèmes robotiques sont appelés à sortir des environnements contrôlés et à faire face à un monde dynamique et plein d'inconnus où ils doivent interagir de façon sécuritaire et polyvalente. Les technologies d'actionneur classiques, rigides et contrôlées en position, faillissent souvent à la tâche dans ce nouveau contexte. Malgré une gamme de capteurs élargie et des algorithmes de contrôle avancés, l'inertie naturelle ainsi que les non-linéarités de la transmission, comme la friction et le jeu, demeurent néfastes.

Le concept d'actionneur proposé élimine plusieurs de ces limitations. L'ADDR utilise un mécanisme différentiel et deux freins magnétorhéologiques couplés, par exemple, à un moteur électromagnétique. Cette configuration permet à l'ADDR d'agir comme une source de couple à haute bande passante, de très faible inertie, de très faible friction et avec un jeu nul qui peut être asservie pour reproduire une dynamique d'interaction choisie. Les avantages incluent une sécurité et une robustesse accrues ainsi qu'une très grande polyvalence dans les interactions. Également, dans un contexte plus traditionnel d'automatisation et de robotique industrielle, l'ADDR permet de fortes accélérations et un positionnement très précis permettant un gain de productivité et de qualité des opérations.</french>

<center>
[[Image:DDRA evolution.jpg|880px|center|DDRA from proof-of-concept (Prototype 0) to first compact integration (Prototype 1)]]
</center>

<english>= Videos =</english><french>= Vidéos =</french>
<english>Download [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] for these videos.</english><french> Téléchargez [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] pour visionner ces vidéos.</french>
<french>
* [[#ancre_interaction|Contrôle d'interaction (Décembre 2009)]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_francais_HD.mp4 | Prototype 1 (Juin 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Preuve de concept Prototype 0 (Décembre 2008)]]
</french>
<english>
* [[#ancre_interaction|Interaction control (December 2008)]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.mp4 | Prototype 1 (June 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Proof-of-concept Prototype 0 (December 2008)]]
</english>

<english>= Status =</english><french>=État d'avancement=</french>
<english>Prototype 1</english>
<french>Prototype 1</french>
{|style="width:33%;" height:100px; salign=center;
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<english>'''Force control:'''</english><french>'''Contrôle en force:'''</french>
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</center>

<english>'''Position control:'''</english><french>'''Contrôle en position:'''</french>
[[Image:Position_following_27deg_8Nm_PIDc.jpg|290px|Position command following (0.084 kg.m.m load, 8 Nm nominal, PIDc)]]


<english>'''Interaction control:'''</english><french>'''Contrôle d'interaction:'''</french>
<center>
{| class="wikitable" style="text-align:center; width:80%;"
|-
| <english>Simulation of a spring</english><french>Simulation d'un ressort</french> || <english>Simulation of a wall</english><french>Simulation d'un mur</french>
|-
|<code>{{#ev:dailymotion|xbr4kw_addr-interface-haptique-ressort_tech}}</code> || <code>{{#ev:dailymotion|xbr4k6_addr-interface-haptique-mur_tech}}</code>
|}
</center>

= Publications =

Fauteux, P., Lauria, M., Legault, M.-A., Heintz, B., Michaud, F. (2009), “Dual differential rheological actuator for robot interaction tasks,” IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. '''Recipient of Best Student Paper Award.''' [[Media:DDRA_AIM2009.pdf | (pdf)]]

<english>= Team =</english><french>=Équipe=</french>
* Philippe Fauteux
* Benoit Heintz
* Marc-Antoine Legault
* Matthieu Tanguay
* Michel Lauria
* Dominic Létourneau
* François Michaud

DDRA

2010-01-05T19:18:13Z

Benoît Heintz:

<big><french>ADDR - Actionneur à double différentiel rhéologique (en instance de brevet) </french><english>DDRA - Double Differential Rheological Actuator (patent pending)</english></big>

= Description =
<english>Robotic systems are increasingly moving out of factories, stepping into a dynamic world full of unknowns, where they must interact in a safe and versatile manner. Traditional actuation schemes, which rely on position control and stiff actuators, often fail in this new context. There have been many attempts to modify them by adding a full suite of force and position sensors and by using new control algorithms but, in most cases, the naturally high output inertia and the internal transmission nonlinearities such as friction and backlash remain quite burdensome.

The proposed actuation scheme addresses many of those limitations. The DDRA uses a differentials mechanism and two magnetorheological brakes coupled to, for example, an electromagnetic motor. This configuration enables the DDRA to act as a high bandwidth, very low inertia, very low friction and without backlash torque source that can be controlled to track any desired interaction dynamics. The advantages include safety and robustness due to extreme backdrivability and a lot of versatility in interactions. In a more traditional context, the actuator’s low inertia, eliminated backlash and reduced nonlinearities allow for greater accelerations and a more precise positioning, thus improving productivity and quality.</english>

<french>Les systèmes robotiques sont appelés à sortir des environnements contrôlés et à faire face à un monde dynamique et plein d'inconnus où ils doivent interagir de façon sécuritaire et polyvalente. Les technologies d'actionneur classiques, rigides et contrôlées en position, faillissent souvent à la tâche dans ce nouveau contexte. Malgré une gamme de capteurs élargie et des algorithmes de contrôle avancés, l'inertie naturelle ainsi que les non-linéarités de la transmission, comme la friction et le jeu, demeurent néfastes.

Le concept d'actionneur proposé élimine plusieurs de ces limitations. L'ADDR utilise un mécanisme différentiel et deux freins magnétorhéologiques couplés, par exemple, à un moteur électromagnétique. Cette configuration permet à l'ADDR d'agir comme une source de couple à haute bande passante, de très faible inertie, de très faible friction et avec un jeu nul qui peut être asservie pour reproduire une dynamique d'interaction choisie. Les avantages incluent une sécurité et une robustesse accrues ainsi qu'une très grande polyvalence dans les interactions. Également, dans un contexte plus traditionnel d'automatisation et de robotique industrielle, l'ADDR permet de fortes accélérations et un positionnement très précis permettant un gain de productivité et de qualité des opérations.</french>

<center>
[[Image:DDRA evolution.jpg|880px|center|DDRA from proof-of-concept (Prototype 0) to first compact integration (Prototype 1)]]
</center>

<english>= Videos =</english><french>= Vidéos =</french>
<english>Download [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] for these videos.</english><french> Téléchargez [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] pour visionner ces vidéos.</french>
<french>
* [[#ancre_interaction|Contrôle d'interaction (Décembre 2009)]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_francais_HD.mp4 | Prototype 1 (Juin 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Preuve de concept Prototype 0 (Décembre 2008)]]
</french>
<english>
* [[#ancre_interaction|Interaction control (December 2008)]]
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.mp4 | Prototype 1 (June 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Proof-of-concept Prototype 0 (December 2008)]]
</english>

<english>= Status =</english><french>=État d'avancement=</french>
<english>Prototype 1 </english>
<french>Prototype 1 </french>
{|style="width:33%;" height:100px; salign=center;
|-
| colspan=2 style="border-bottom:3px solid grey;" valign="center" | [[Image:DR2 prototype compact 1.jpg | 150px | center|DDRA]]
|-
|<english>Nominal power</english><french>Puissance nominale</french>
|90W
|-
| <english>Nominal torque</english><french>Couple nominal</french>
|11 Nm
|-
| <english>Maximum torque</english><french>Couple maximal</french>
|20 Nm
|-
| <english>Inertia</english><french>Inertie</french>
|1.2e-4 kg.m^2
|-
|-
| <english>Power Rate</english><french>Power Rate</french>
|1025 kW/s
|-
| <english>Torque bandwidth</english><french>Bande passante de couple</french>
|<english>>40 Hz (limit of test)</english><french>>40 Hz (limite du test)</french>
|-
|<english>Maximum speed</english><french>Vitesse maximale</french>
|160 RPM
|-
|<english>Reduction ratio</english><french>Ratio de réduction</french>
|33:1
|-
|<english>Dimensions ratio</english><french>Dimensions</french>
|90 dia X 137 mm
|-
| <english>Weight</english><french>Poids</french>
|2.4 kg
|}

<english>'''Force control:'''</english><french>'''Contrôle en force:'''</french>
<center>
{|style="width:100%;" height:400px; salign=center;
|[[File:Bode_plot_0-40_Hz_DDRA.jpg|290px|center|Torque control bode plot]]
|[[File:Consigne_couple_compose.jpg|290px|center|Torque command following]]
|[[File:Step_7Nm.jpg|290px|center|Torque step]]
|}
</center>

<english>'''Position control:'''</english><french>'''Contrôle en position:'''</french>

[[Image:Position_following_27deg_8Nm_PIDc.jpg|290px|Position command following (0.084 kg.m.m load, 8 Nm nominal, PIDc)]]


<english>'''Interaction control:'''</english><french>'''Contrôle d'interaction:'''</french>
{| class="wikitable" style="text-align:center; width:80%;"
|-
| <english>Simulation of a spring</english><french>Simulation d'un ressort</french> || <english>Simulation of a wall</english><french>Simulation d'un mur</french>
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|<code>{{#ev:dailymotion|xbr4kw_addr-interface-haptique-ressort_tech}}</code> || <code>{{#ev:dailymotion|xbr4k6_addr-interface-haptique-mur_tech}}</code>
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= Publications =

Fauteux, P., Lauria, M., Legault, M.-A., Heintz, B., Michaud, F. (2009), “Dual differential rheological actuator for robot interaction tasks,” IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. '''Recipient of Best Student Paper Award.''' [[Media:DDRA_AIM2009.pdf | (pdf)]]

<english>= Team =</english><french>=Équipe=</french>
* Philippe Fauteux
* Benoit Heintz
* Marc-Antoine Legault
* Matthieu Tanguay
* Michel Lauria
* Dominic Létourneau
* François Michaud

DDRA

2010-01-05T16:49:02Z

Benoît Heintz:

<big><french>ADDR - Actionneur à double différentiel rhéologique (en instance de brevet) </french><english>DDRA - Double Differential Rheological Actuator (patent pending)</english></big>

= Description =
<english>Robotic systems are increasingly moving out of factories, stepping into a dynamic world full of unknowns, where they must interact in a safe and versatile manner. Traditional actuation schemes, which rely on position control and stiff actuators, often fail in this new context. There have been many attempts to modify them by adding a full suite of force and position sensors and by using new control algorithms but, in most cases, the naturally high output inertia and the internal transmission nonlinearities such as friction and backlash remain quite burdensome.

The proposed actuation scheme addresses many of those limitations. The DDRA uses a differentials mechanism and two magnetorheological brakes coupled to, for example, an electromagnetic motor. This configuration enables the DDRA to act as a high bandwidth, very low inertia, very low friction and without backlash torque source that can be controlled to track any desired interaction dynamics. The advantages include safety and robustness due to extreme backdrivability and a lot of versatility in interactions. In a more traditional context, the actuator’s low inertia, eliminated backlash and reduced nonlinearities allow for greater accelerations and a more precise positioning, thus improving productivity and quality.</english>

<french>Les systèmes robotiques sont appelés à sortir des environnements contrôlés et à faire face à un monde dynamique et plein d'inconnus où ils doivent interagir de façon sécuritaire et polyvalente. Les technologies d'actionneur classiques, rigides et contrôlées en position, faillissent souvent à la tâche dans ce nouveau contexte. Malgré une gamme de capteurs élargie et des algorithmes de contrôle avancés, l'inertie naturelle ainsi que les non-linéarités de la transmission, comme la friction et le jeu, demeurent néfastes.

Le concept d'actionneur proposé élimine plusieurs de ces limitations. L'ADDR utilise un mécanisme différentiel et deux freins magnétorhéologiques couplés, par exemple, à un moteur électromagnétique. Cette configuration permet à l'ADDR d'agir comme une source de couple à haute bande passante, de très faible inertie, de très faible friction et avec un jeu nul qui peut être asservie pour reproduire une dynamique d'interaction choisie. Les avantages incluent une sécurité et une robustesse accrues ainsi qu'une très grande polyvalence dans les interactions. Également, dans un contexte plus traditionnel d'automatisation et de robotique industrielle, l'ADDR permet de fortes accélérations et un positionnement très précis permettant un gain de productivité et de qualité des opérations.</french>

<center>
[[Image:DDRA evolution.jpg|880px|center|DDRA from proof-of-concept (Prototype 0) to first compact integration (Prototype 1)]]
</center>

<english>= Videos =</english><french>= Vidéos =</french>
<english>Download [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] for these videos.</english><french> Téléchargez [http://www.apple.com/quicktime/download/ QuickTime] pour visionner ces vidéos.</french>
<french>
* [[Media:DDRA_proto_1_-_francais_HD.mp4 | Prototype 1 (Juin 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Preuve de concept Prototype 0 (Décembre 2008)]]
</french>
<english>
* [[Media:DDRA_proto_1_-_English_HD.mp4 | Prototype 1 (June 2009)]]
* [[Media:DR2_Prototype1.mp4 | Proof-of-concept Prototype 0 (December 2008)]]
</english>

<english>= Status =</english><french>=État d'avancement=</french>
<english>Prototype 1 </english>
<french>Prototype 1 </french>
{|style="width:33%;" height:100px; salign=center;
|-
| colspan=2 style="border-bottom:3px solid grey;" valign="center" | [[Image:DR2 prototype compact 1.jpg | 150px | center|DDRA]]
|-
|<english>Nominal power</english><french>Puissance nominale</french>
|90W
|-
| <english>Nominal torque</english><french>Couple nominal</french>
|11 Nm
|-
| <english>Maximum torque</english><french>Couple maximal</french>
|20 Nm
|-
| <english>Inertia</english><french>Inertie</french>
|1.2e-4 kg.m^2
|-
|-
| <english>Power Rate</english><french>Power Rate</french>
|1025 kW/s
|-
| <english>Torque bandwidth</english><french>Bande passante de couple</french>
|<english>>40 Hz (limit of test)</english><french>>40 Hz (limite du test)</french>
|-
|<english>Maximum speed</english><french>Vitesse maximale</french>
|160 RPM
|-
|<english>Reduction ratio</english><french>Ratio de réduction</french>
|33:1
|-
|<english>Dimensions ratio</english><french>Dimensions</french>
|90 dia X 137 mm
|-
| <english>Weight</english><french>Poids</french>
|2.4 kg
|}

<english>'''Force control:'''</english><french>'''Contrôle en force:'''</french>
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{|style="width:100%;" height:400px; salign=center;
|[[File:Bode_plot_0-40_Hz_DDRA.jpg|290px|center|Torque control bode plot]]
|[[File:Consigne_couple_compose.jpg|290px|center|Torque command following]]
|[[File:Step_7Nm.jpg|290px|center|Torque step]]
|}
</center>

<english>'''Position control:'''</english><french>'''Contrôle en position:'''</french>

[[Image:Position_following_27deg_8Nm_PIDc.jpg|290px|Position command following (0.084 kg.m.m load, 8 Nm nominal, PIDc)]]

<english>'''Interaction control:'''</english><french>'''Contrôle d'interaction:'''</french>
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= Publications =

Fauteux, P., Lauria, M., Legault, M.-A., Heintz, B., Michaud, F. (2009), “Dual differential rheological actuator for robot interaction tasks,” IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. '''Recipient of Best Student Paper Award.''' [[Media:DDRA_AIM2009.pdf | (pdf)]]

<english>= Team =</english><french>=Équipe=</french>
* Philippe Fauteux
* Benoit Heintz
* Marc-Antoine Legault
* Matthieu Tanguay
* Michel Lauria
* Dominic Létourneau
* François Michaud