Slider-crank mechanisms are widely used in reciprocating machinery, where transformation from rotational into translational motion (or vice versa) is required. Moreover, the use of these mechanisms is quite common in robotic and mechatronic systems when complex motions are to be produced with rotational actuators. However, the velocity ratio of the slider-crank mechanism is configuration-dependent and thus, elaborate algorithms are required to precisely control its performance. In this thesis, a planar cam mechanism with an oscillating follower is proposed as a device that renders the velocity ratio of the slider-crank mechanism constant, an operation that is termed here velocity-ratio rectification;​ it is expected that the recti- fication will ease the feedback control of the slider-crank mechanism in mechatronic applications. A methodology for the optimization of this mechanism is developed. First, the performance of the slider-crank mechanism is analyzed and optimum geometric parameters are obtained. Then, an expression for the input-output relation of the cam mechanism at hand is derived, and the corresponding displacement program of the follower is produced. In addition, an approach for the optimization of planar cam mechanisms with an oscillating follower is introduced, to minimize the overall size, while maintaining an acceptable force-transmission performance based on bounds on the pressure angle. A Graphical User Interface (GUI) is developed to allow for the above-mentioned optimization in an interactive mode;​ the GUI is successfully used in an example of the design of a reducer-rectifier cam mechanism that rectifies the velocity ratio of the actuator of a robotic quadruped.

Les mécanismes bielle-manivelle sont couramment utilisés dans les machines réciprocantes, où il est nécessaire de transformer un mouvement de rotation en mouvement de translation (ou vice versa). L'utilisation de ces mécanismes est égalment fréquente en robotique et en mécatronique quand des mouvements complexes doivent être realisés à l'aide d'actionneurs rotatifs. Cependant, le rapport de vitesse dans le mécanisme bielle-manivelle est function de la configuration du mécanisme, ce qui exige des algorithmes élaborés pour commander leur performance avec précision. Dans cette thèse, l'auteur propose un mécanisme plan à cames avec bras oscillant pour rendre constant ledit rapport de vitesse, une opération appelée rectification de vitesse, avec le but de faciliter la commande asservie du mécanisme bielle-manivelle, d'intérêt particular en systèmes mécatroniques. Une méthodologie pour l'optimisation de ces mécanismes est developpée. Premièrement, la performance des mécanismes bielle-manivelle est analysée, obtenant ainsi ses paramétres géométriques optimaux. Ensuite, une expression pour la relation d'entrée-sortie du mécanisme à cames en question est obtenue et le correspondant programme de déplacement du bras oscil- lant est produit. En outre, une méthode pour optimiser les mécanismes plans à cames avec bras oscillant est présentée, pour minimiser la taille globale de l'ensemble, tout en maintenant un rapport de transmission de force acceptable. Une interface graphique mise au point dans le cadre de cette thèse, permet ladite optimisation de façon interactive;​ cette interface a été utilisée avec succès lors de l'optimisation d'un mécanisme de rectification du rapport de vitesse de l'actionneur d'un quadripède.