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Moteurs piézoélectriques inertiels et à vis sans fin : Aspects clés de la conception et de la sélection de la motorisation
14 juin 2024
Les moteurs piézoélectriques sont de plus en plus utilisés dans diverses applications en raison de leurs capacités et avantages uniques. Ces moteurs sont adaptés aux applications qui requièrent une compatibilité non magnétique et avec les radiations, un rapport force/volume élevé, une bonne force de décrochage non motorisée et une faible consommation d’énergie. Cedrat Technologies (CTEC) a développé la motorisation inertielle et la motorisation par vis sans fin pour une large gamme d’applications telles que l’espace, la défense et le nucléaire. Chaque solution de motorisation présente ses propres avantages et inconvénients, qui sont examinés dans le présent document. Les aspects clés de la conception et les éléments clés de la sélection de la motorisation sont présentés ci-dessous.
Nouvelle gamme de dispositifs d’actionnement pilotés par la lumière
12 octobre 2023
Les récents progrès réalisés dans la fabrication de nouveaux films plasmoniques photomobiles offrent des solutions innovantes pour les actionneurs et dispositifs à mouvement induit par la lumière. En effet, ces films peuvent être assimilés à des transducteurs grâce à leur capacité à convertir la lumière en déplacement avec des courses allant jusqu’à plusieurs millimètres. En ajustant les paramètres de la lumière incidente (longueur d’onde, temps d’exposition…), l’actionnement des films photomobiles peut être contrôlé pour répondre à de nombreuses applications nécessitant de grands déplacements et de faibles forces. A cet égard, le comportement des films photomobiles a été caractérisé avant leur intégration dans des dispositifs plus complexes. Ensuite, plusieurs preuves de concept de ces dispositifs ont été fabriquées pour essayer d’apporter de nouvelles fonctionnalités sur le marché, telles qu’un interrupteur optique piloté par la lumière, une microvanne optique et un déflecteur :
– Le commutateur optique présente des propriétés intéressantes en termes d’isolation électrique en éliminant les courants d’obscurité responsables du bruit dans les capteurs d’images. Il exploite également la grande course des films photomobiles pour atteindre la distance d’isolation électrique standard en fonction de la tension de l’émetteur.
– Les microvalves/micro-pompes pilotées par la lumière sont adaptées à la distribution d’une petite quantité de fluides avec une grande précision, par exemple dans les dispositifs médicaux. Grâce à cette technologie, un circuit de fluide peut être ouvert et fermé lorsque la lumière passe de l’état allumé à l’état éteint (ou inversement) sans alimentation électrique intégrée.
– Les déflecteurs optiques sont largement utilisés dans les applications de pointage optique où des réponses rapides et/ou des précisions élevées sont essentielles. Une bonne compréhension du comportement des films photomobiles permet de contrôler la direction de la déviation du faisceau dans de grandes plages angulaires.
Système de super résolution d’images en temps réel basé sur la technologie du microbalayage
5 septembre 2023
Contrairement au récent système de super résolution basé sur la technologie de l’IA qui nécessite normalement des ensembles de données d’entraînement massifs, le système de super résolution par microbalayage, en intégrant le mécanisme de haute précision et le système de traitement d’image, peut dépasser la limite des ensembles de données d’entraînement pour améliorer considérablement la résolution et la qualité de l’image en temps réel. Un tel système de super résolution d’image en temps réel, appelé Quick Demo Station (QDS), est présenté. Ce système est développé conjointement par IAE Shanghai, en Chine, en coopération avec Cedrat Technologies, en France. Le système est composé de deux modules, un module d’imagerie (MicroScan_ VIS_Module ), l’autre module de traitement d’image (une station de travail portable de traitement d’image). Le module de traitement d’image effectue le contrôle du module d’imagerie, ainsi que l’acquisition d’images, le recalage d’images, la reconstruction de superrésolution d’images, l’amélioration du contraste d’images. Ici, l’algorithme utilisé pour restaurer les images basse résolution (LR) est la méthode de reconstruction itérative, qui permet d’obtenir des résultats de super-résolution (SR) de haute qualité. La sortie est un flux vidéo dont la fréquence d’images est supérieure à 25 images par seconde. Le système est testé dans différentes applications et montre d’excellents résultats de super-résolution, y compris dans des conditions de faible luminosité et dans des scénarios d’éclairage variable en extérieur. En outre, l’algorithme du module de traitement d’images peut être utilisé non seulement sur les stations de travail, mais aussi dans les systèmes de traitement embarqués.
Un collecteur d’énergie vibratoire à large bande avec gestion intégrée de l’énergie conçu pour les environnements difficiles.
14 juin 2024
Les collecteurs d’énergie bistables (BEH) sont des dispositifs bien adaptés pour faire face à la variation du spectre de fréquence de la source de vibration. En effet, le mouvement non linéaire de ce type de collecteur permet d’atteindre une bande passante de récolte allant jusqu’à 50 % de la fréquence de résonance, contre 1 à 2 % de la fréquence de résonance pour les collecteurs d’énergie linéaires conventionnels. CEDRAT TECHNOLOGIES propose une conception utilisant une barre flexible et la technologie APA® (Amplified Piezoelectric Actuator) basée sur une architecture brevetée par l’USMB. Le comportement non linéaire d’un tel type de capteur d’énergie a déjà été étudié dans la littérature et a donné des résultats prometteurs.
En raison de l’utilisation d’une barre déformée, le capteur d’énergie bistable est très sensible à la dilatation thermique résultant d’un environnement difficile. Dans cet article, une conception améliorée est proposée pour gérer la dilatation thermique et garantir les capacités de récolte dans une large gamme de températures allant de -40°C à +80°C.
En outre, un circuit d’extraction électronique a été mis en œuvre pour fournir une tension de sortie régulée afin d’alimenter un IoT. En outre, ce circuit électronique peut gérer l’excès spontané d’énergie en le stockant dans un supercondensateur ou une batterie, puis le restituer pour continuer à alimenter l’IdO lorsque le niveau de vibration diminue. Le BEH avec le circuit d’extraction électronique peut générer une puissance de 8mW .
La combinaison d’un collecteur d’énergie bistable athermalisé avec un circuit d’extraction électronique augmente le niveau de préparation technologique pour être intégré dans un système soumis à un environnement difficile, comme les applications ferroviaires par exemple.
Fabrication et propriétés des premiers actionneurs industriels APA® à base d’époxy carbone SHELLS
12 février 2012
L’aéronautique du futur utilisera plus souvent des actionneurs électriques pour remplacer les actionneurs hydrauliques. Les actionneurs piézoélectriques amplifiés APA® existants, dotés d’une coque en acier et offrant l’une des densités d’énergie massique les plus élevées, sont de bons candidats. Des coques en carbone plus légères sont développées pour augmenter encore leur efficacité. Pour les pales de rotor d’hélicoptère, cette évolution est presque inévitable, mais elle est également très intéressante pour d’autres domaines. Des coques en fibres de carbone à haut module et à haute résistance à la traction ont été produites par enroulement filamentaire conventionnel, testées et comparées.
Structure mécanique avec un rapport d’amplification de force élevé pour l’application d’un capteur piézoélectrique à basse fréquence
19 juin 2023
Une structure mécanique basée sur l’empilement en série de bras de niveau a été conçue afin d’amplifier la force entrante du système de récolte. La force sortante est appliquée sur le matériau intelligent. La déformation de la structure mécanique est basée sur des pivots flexibles utilisant quatre colliers circulaires tronqués. La dernière amplification est basée sur la coque APA® (Amplified Piezoelectric Actuator), une solution déjà brevetée par Cedrat Technologies. La structure d’amplification de la force a été conçue à la demande d’un moissonneur à faible volume alloué (0,3 cm3) et à basse fréquence de résonance (20 Hz).
